1.3. Структура и краткая характеристика р2-рецепторов

В табл. 1 приведена краткая характеристика рецепторов семейства Р2Х

(По А.У. Зиганшину, 2005)

По механизму действия рецепторы семейства Р2Х являются лиганд-оперирующими ионными каналами, регулирующими вход ионов Na+, K+ и Са2+ и, возможно, хлора.

В настоящее время описано 7 подтипов Р2Х рецепторов (Р2Х1-Р2Х7), сюда же были отнесены Р2Z рецепторы, а так же 8 подтипов Р2Y рецепторов (Р2Y1, Р2Y2, Р2Y4, Р2Y6, Р2Y11, Р2Y12, Р2Y13, Р2Y14), с включением бывших Р2Т, Р2U и Р2D рецепторов. Эти цифры присваиваются только после определения молекулярной структуры рецепторов и его клонирования (Зиганшин А.У. и др., 1999).

Р2Х - рецепторы – это белковые комплексы, состоящие из 379-472 аминокислот, встроенных в мембрану в форме поры, охватывающей два гидрофобных трансмембранных домена с большой внеклеточной гидрофильной петлей (Ralevic V. et al., 1998; Vassort G., 2001). Большая часть молекулы этого белка находится внеклеточно, образуя большую петлю, при этом оба концевых фрагмента располагаются внутри клетки (рис. 3).

Р2У-рецепторы по механизму действия являются типичными G-протеин-опосредуемыми рецепторами.

Р2Y-рецепторы - это метаботропные рецепторы, которые состоят из 7 трансмембранных белков, и образуют по три петли внеклеточно и три внутриклеточно (рис. 4).

1.4. Характеристика р2у- рецепторов

В семействе Р2У-рецепторов описано очень много подтипов, и многие из них клонированы. Однако за последние два-три года несколько подтипов Р2У-рецепторов были исключены из классификации вследствие того, что они оказались либо аналогами существующих, либо у клонированных рецепторов не выявили функциональной значимости в тканях человека. Поэтому последовательная нумерация подтипов этих рецепторов на сегодня нарушена. Характеристика подтипов рецепторов указанного семейства приведена в табл. 2.

Таблица 2. Характеристика подтипов Р2У- рецепторов

(Зиганшин, 2005)

В 1986 E. Gordon предложил выделить из класса Р2 пуринорецепторов еще два подтипа Р2Т и Р2Z. Первый рецептор располагается в тромбоцитах и управляет их агрегацией. Он, в отличие от всех остальных подтипов P2 - пуринорецепторов, активируется АДФ и блокируется АТФ. Р2Z - рецепторы расположены в тучных клетках. В них АТФ в очень больших концентрациях (> 100 мкМ), а точнее четырехзарядный анион АТФ4-, вызывал кальцийзависимую секрецию гистамина. Другие пуриновые нуклеотиды, включая негидролизуемые аналоги АТФ, не активировали рецептор. Также был обнаружен неселективный антагонист данного типа рецепторов DIDS - аналог PPADS (Soltoff S. et al., 1993).

В 1991 S. O’Connor предложил так называемый нуклеотидный рецептор, одинаково чувствительный как к АТФ, так и к УТФ, но не чувствительный к 2 – метилтио-ATФ и α,β-метиленАТФ. Этот рецептор получил обозначение Р2U. Возможным антагонистом данного рецептора является сурамин (Kevin D. et al., 2007).

Существует еще один подтип Р2-пуринорецепторов - Р2D, преимущественными агонистами для них являются адениновые динуклеотиды. Адениновые динуклеотиды значительно более устойчивы к энзиматическому распаду, чем АТФ и поэтому их действие может проявляться дольше (Зиганшин А.У. и др., 1999; Teresa-Miros et al., 2007).

P2Y- рецепторы были определены открыты 1993 году.

В настоящее время описано 8 подтипов Р2Y рецепторов: Р2Y1, Р2Y2, Р2Y4, Р2Y6, Р2Y11, Р2Y12, Р2Y13, Р2Y14.

1) Р2Y1 - рецепторы клонированы из мозга цыпленка T. Webb et al в 1993. Этот рецептор найден у крысы, мыши, быка и человека. Р2Y1 - рецептор широко распространен: в эпителиальных клетках, тромбоцитах, иммунных клетках, остеокластах, а так же во многих органах, включая сердце (Vassort G., 2001).

2) Р2Y2 - рецептор клонирован из клеток нейробластомы мыши J. Lustig в 1993. Этот рецептор находится во многих видах тканей, включая сердечную мышцу. Р2Y2 - рецептор найден в эпителиальных клетках, иммунных клетках, остеокластах, почечных канальцах (Зиганшин А.У. и др., 2002; Vassort G., 2001).

4) Р2Y4 - рецептор клонирован из плаценты человека Т. Communi в 1996. Этот рецептор найден в эпителиальных клетках и сердце крысы (Зиганшин А.У. и др., 2002; Ralevic V. et al., 1998), а также в симпатических нейронах крысы и эмбриональном сердце человека (Vassort G., 2001).

5) Р2Y6 - рецепторы клонированы из гладких мышц аорты крысы М. Chang в 1995. Они находятся в некоторых эпителиальных клетках, плаценте, Т-клетках и тимусе (Зиганшин А.У. и др., 2002; Ralevic V. et al., 1998) и эмбриональном сердце человека (Vassort G., 2001).

Р2Y3, Р2Y5, РY7-8 в настоящее время клонированы, но имуногистологический метод не показал их присутствие в сердце крысы.

Исследуя миокард взрослых людей, выявили присутствие Р2Х1 -, Р2У1 -, Р2У2 - , Р2У6 - и Р2У11 - рецепторов в правом и левом предсердиях и желудочках (Vassort G., 2001).

В сердце на кардиомиоцитах (Webb et al., 1996; G. Vassort, 2001; G.Burnstock, 2009), сердечных миофибробластах (Zhenget et al., 1998; G. Vassort, 2001; G.Burnstock, 2009; Talasila et al., 2009), на эндотелии и гладко-мышечных сосудах (Цфтп уе фдюб 2002). Р2У2, Р2У4- и Р2У6 подтипы рецепторов активируются уридин-5’-трифосфат (УТФ).

В сердце крысы были описаны Р2Y1-, Р2Y2-, Р2Y4-, Р2Y6-, Р2Y11-рецепторы. Все рецепторы были выявлены в целом неонатальном сердце, где преимущественно содержались Р2Y1 – пуринорецепторы. Интересно, что Р2Y1-, Р2Y2 -и Р2Y6-рецепторы были найдены на миоцитах взрослых животных, в то время как Р2Y4- рецепторов обнаружено не было (Shacher J.B. et al., 1997). Р2Y4-, Р2Y2- и Р2Y6-пуринорецепторы были недавно клонированы из эмбрионального сердца человека (Ralevic V. et al., 1998).

На сегодня, есть восемь принятых P2Y- рецепторов человека: P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6, P2Y11, P2Y12, P2Y13, и P2Y14 (Abbracchio и др., 2003).

1.5. Р2-рецепторы в сердце

В литературе имеется достаточно много сведений о роли Р2-рецепторов в различных органах и тканях животных. В частности, было показано наличие функционально-активных Р2-рецепторов в сердечно-сосудистой системе (А.У. Зиганшин и др., 2003; 2004; G. Vassort, 2001; Jiang et al., 2005). В то же время многие аспекты функционирования Р2-рецепторов в организме человека, как в норме, так и при различных заболеваниях остаются малоизученными и требуют дальнейших исследований.

В сердечно-сосудистой системе Р2-пуриноцепторы присутствуют на поверхности кардиомиоцитов предсердий, желудочков, проводящей системы сердца, в эндотелии и гладкомышечных клетках стенок сосудов.

В последствии было установлено, что Р2Х - и Р2У - пуринорецепторы в разных тканях имеют разный профиль фармакологической активности.

Также в сердце присутствуют метаботропные Р2У1-, Р2У2-, Р2У4 и Р2У6-подтипы рецепторов, которые сопряжены с G-белками и опосредуют медленные ответы (Boyer, 1996; Yamada, 1992). Они связаны с несколькими системами вторичных посредников (рис. 4). Р2У1-, Р2У2-, Р2У4 и Р2У6-подтипы рецепторов увеличивают инозитолтрифосфат и цитозольный кальций. Активация Р2У11 – рецепторов экзогенной АТФ приводит к повышению цАМФ и ИФ3 (G. Burnstock, 2009). Эффекты, связанные с Р2У-рецепторами часто являются чувствительными к РТХ, что указывает на участие Gi/Go-белков или Gq/11. Было также показано, что АТФ и UTP активируют Gq/11 и Gi или Gs белки в мембранах аортальных и желудочных мышечных клеток, а также в сердце (K. Murthy and G. Makhlouf, 1998).

1.5.1. Р2-пуриноцепторы сердца в онтогенезе

Согласно гипотезе доктора Бернстока функцию медиатора АТФ начала выполнять еще на начальных этапах эволюции, задолго до появления основных медиаторов. АТФ считается одним из наиболее филогенетически древних нейромедиаторов. Подтверждением этой гипотезы является тот факт, что внеклеточный эффект АТФ обнаруживается у примитивных организмов, включающих бактерии и диатомовые морские водоросли. (G.Burnstock,1996; G.Burnstock, A.Verkhratsky, 2009).

Постепенное увеличение интенсивности обмена веществ, сопровождающееся ускорением распада и синтеза АТФ приводит к увеличению АТФ во внеклеточной среде и появлению специфических для АТФ рецепторов.

Следует отметить, что онтогенетический аспект пуринергической регуляции сердца практически не изучен и рассматривлся только на взрослых организмах и в период их неонтального развития. Известно, что пуринорецепторы появляются одними из первых в онтогенезе. Внеклеточные рецепторы к АТФ, наряду с М-ХР являются первыми функционально активными мембранными рецепторами, выявляемыми в период формирования зародыша (J.Liou, 1995; L.Sun et al., 1996; J.Shacher, 1997).

О возрастных особенностях локализации Р2У-рецепторов в сердце имеются следующие данные. В сердце крысы были описаны Р2У1-, Р2У2-, Р2У4-, Р2У6 - рецепторы. Все рецепторы были выявлены в целом неонатальном сердце, неонаатльных сердечных фибробластах и неонатльных сердечных миоцитах, где преимущественно содержались Р2У1 –пуринорецепторы. Интересно, что Р2У1-, Р2У2- и Р2У6 -рецепторы были найдены на миоцитах взрослых животных, в то время как Р2У4- рецепторов обнаружено не было (T. Webb et al.,1996; Y.Bogdanov et al., 1998; K. Cheung, 2003). Таким образом, экспрессия Р2У-рецепторов меняется в онтогенезе и усиливается для Р2У1,2,6-рецепторов, а экспрессия Р2У4 рецептора вовсе прекращается во взрослых кардиомиоцитах.

Меньше известно о том, как меняется распространение Р2Х-рецепторов в сердце и кардиомиоцитах в онтогенезе. Так, Р2Х3- рецепторы найдены в эмбриональном сердце человека, где показано обилие подтипов Р2Х-пуриноцепторов (M.Hansen, 1999; G. Vassort, 2001).

При исследовании миокарда взрослых людей, выявили присутствие Р2Х1-, Р2У1-, Р2У2- , Р2У6 - и Р2У11 - рецепторов в правом и левом предсердиях и желудочках, при отсутствии Р2У4 рецепторов (G. Vassort, 2001). Р2У2-, Р2У4- и Р2У6-пуринорецепторы были недавно клонированы из эмбрионального сердца человека. При сердечной недостаточности наблюдаются выраженные изменения: уровень рецепторной мРНК Р2Х1 и Р2У2 увеличивается до 2,7 и 4,7 соответственно.

Показано также, что неонатальные миокардиальные клетки больше чувствительны к стимуляции Р1-рецепторов аденозином чем кардиомиоциты взрослых крыс. Роль Р2-рецепторов в ингибировании Са 2+токов в неонатальных клетках относительно мала. Высокая чувствительность к аденозину, с его кардиопротекторным действием, определяет ишемическую толеранстность новорожденных сердец (F. Suto, et al.,2000). Также показано, что скорость гидролиза АТФ, АДФ.