Vnitr Lek 2012, 58(7-8):48-53

Chronické ochorenie obličiek a vápniková homeostáza bunky

I. Lajdová*, A. Okša, A. Spustová, R. Dzúrik
Ústav farmakológie, klinickej a experimentálnej farmakológie Lekárskej fakulty SZU Bratislava, Slovenská republika, prednosta prof. MUDr. Jozef Holomáň, CSc.

Koncentrácia voľného cytosolového vápnika ([Ca2+]i) je veľmi dôležitým signálnym mediátorom pre množstvo biologických systémov. Katióny vápnika (Ca2+) sú významnými ubikvitárnymi poslami, ktoré kontrolujú široké spektrum bunkových procesov. [Ca2+]i je kontrolovaná mechanizmami, ktoré regulujú vstup vápnika z extracelulárneho priestoru a jeho uvoľnenie z intracelulárnych priestorov. Aktivitou ATP-dependentných Ca2+ púmp a výmenníkových systémov sa vápnik vracia do intracelulárnych zásobníkov alebo sa odčerpáva z bunky. Chronické ochorenie obličiek je spojené so signifikantným zvýšením [Ca2+]i, ktoré je pre bunky toxické a môže byť zodpovedné za mnohé orgánové poruchy. Za zmeny vápnikovej homeostázy buniek u pacientov s chronickým ochorením obličiek zodpovedá navzájom prepojený komplex procesov. Naše štúdie objasňujú patofyziologické mechanizmy, podieľajúce sa na zmenenej homeostáze vápnika v periférnych mononukleárnych bunkách, ktoré sú modelom neexcitabilných buniek. [Ca2+]i je signifikantne zvýšená už v skorých štádiách chronického ochorenia obličiek. Koncentrácia intracelulárnych vápnikových rezerv a kapacitný vstup vápnika sú v porovnaní so zdravými dobrovoľníkmi významne zvýšené. Na tomto zvýšení sa podieľajú aj "pore-forming" P2X7 receptory, ktoré majú u pacientov s chronickým ochorením obličiek zmenenú funkciu a vo zvýšenej miere sa exprimujú. Na druhej strane je aktivita plazmatických Ca2+-ATPáz zodpovedných za odstraňovanie nadbytočného vápnika z bunky znížená o 25 %. To znamená, že pri chronickom ochoreniu obličiek sú porušené ako mechanizmy vstupu, tak aj výstupu vápnika z bunky. Všetky tieto poruchy sa v signalizácii vápnika podieľajú na zvýšenej [Ca2+]i už v skorých štádiách renálneho ochorenia.

Klíčová slova: intracelulárny vápnik; chronické ochorenie obličiek; vápniková signalizácia a regulácia

Chronic kidney disease and cellular calcium homeostasis

Free intracellular calcium represents a critical signaling mediator in a number of biological systems. Calcium cations (Ca2+) are an important ubiquitous messenger, controlling a broad range of cellular processes. Free cytosolic calcium concentration ([Ca2+]i) is controlled by mechanisms that regulate Ca2+ entry from the extracellular space and Ca2+ release from intracellular stores, and by the activity of ATP-dependent Ca2+ pumps and antiporters that move Ca2+ back into stores or out of cells. Chronic kidney disease is associated with a significant elevation in [Ca2+]i which is toxic to the cells and may be responsible for a multiple organ dysfunction. Disturbances in cellular calcium homeostasis in patients with chronic kidney disease represent a complex process. Our studies elucidate pathophysiological mechanisms of altered cellular calcium homeostasis in the peripheral blood mononuclear cells which represent the model of nonexcitable cells in patients with chronic kidney disease. The results demonstrate that [Ca2+]i is significantly increased in peripheral blood mononuclear cells already in early stages of chronic kidney disease. The calcium concentration of intracellular stores and the capacitative calcium entry into the cells of these patients are significantly higher in comparison with healthy volunteers. Also the pore-forming P2X7 receptors participate in increased [Ca2+]i in peripheral blood mononuclear cells of patients with chronic kidney disease. An altered P2X7 receptor function and increased P2X7 receptor expression may contribute to the complex disturbances in intracellular calcium homeostasis in chronic kidney disease. On the other hand, the activity of plasmatic membrane Ca2+-ATPases which is responsible for removing excessive calcium out of the cell, was found to be decreased by 25 % when compared to healthy subjects. It means that not only the mechanisms of entry, but also of the removal are impaired by the disease. All these alterations in calcium signaling are contributing very likely to the elevated [Ca2+]i from early stages of chronic kidney disease.

Keywords: intracelullar calcium; chronic kidney disease; calcium signaling and regulation

Vloženo: 18. květen 2012; Zveřejněno: 1. červenec 2012  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Lajdová I, Okša A, Spustová A, Dzúrik R. Chronické ochorenie obličiek a vápniková homeostáza bunky. Vnitr Lek. 2012;58(7-8):48-53.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Donnadieu E, Bismuth G, Trautmann A. Calcium fluxes in T lymphocytes. J Biol Chem 1992; 267: 25864-25872. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Kárpáti I, Seres I, Mátyus J et al. Which parameters affect cytosolic free calcium in polymorphonuclear leukocytes of haemodialysis patients? Nephrol Dial Transplant 2001; 16: 1409-1415. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Koorts AM, Kruger MC, Potgieter CD et al. Intracellular free calcium in the neutrophils of maintenance haemodialysis patients. Clin Physiol 2002; 22: 285-294. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Berridge MJ. Elementary and global aspects of calcium signalling. J Exp Biol 1997; 200: 315-319. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Lajdová I, Spustová V, Okša A et al. Intracellular calcium homeostasis in patients with early stages of chronic kidney disease: effects of vitamin D3 supplementation. Nephrol Dial Transplant 2009; 24: 3376-3381. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Parekh AB, Putney AB Jr. Store-operated calcium channels. Physiol Rev 2005; 85: 757-810. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Lewis RS. Calcium signaling mechanisms in T lymphocytes. Ann Rev Immunol 2001; 19: 497-521. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Mattson MP, Chan SL. Neuronal and glial calcium signaling in Alzheimer's disease. Cell Calcium 2003; 34: 385-397. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Partiseti M, Ledeisit F, Hivroz C et al. The calcium current activated by T cell receptor and store-depletion in human lymhocytes is absent in a primary immunodeficiency. J Biol Chem 1994; 269: 32327-32335. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Raraty M, Ward J, Erdemli G et al. Calcium-dependent enzyme activation and vacuole formation in the apical granular region of pancreatic acinar cells. Proc Natl Acad Sci (USA) 2000; 97: 13126-13131. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Somlo S, Ehrlich B. Human disease: calcium signaling in polycystic kidney disease. Curr Biol 2001; 11: R356-R360. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Gelfand EW, Cheung RK, Grinstein S et al. Characterization of the role for calcium influx in mitogen-induced triggering of human T cells. Identification of calcium-dependent and calcium-independent signals. Eur J Immunol 1986; 16: 907-912. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Kotturi FM, Douglas AC, Lee JC et al. Identification and functional characterization of voltage-dependent calcium channels in T lymphocytes. J Biol Chem 2003; 278: 46949-46960. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Baricordi OR, Ferrari D, Melchiorri L et al. An ATP-activated channel is involved in mitogenic stimulation of human lymphocytes. Blood 1996; 87: 682-690. Přejít k původnímu zdroji...
    15. Ralevic V, Burnstock G. Receptors for purines and pyrimidines. Pharmacol Rev 1998; 50: 413-492. Přejít na PubMed...
    16. North AR. Molecular physiology of P2X receptors. Physiol Rev 2002; 82: 1013-1067. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Vonend O, Turner CM, Chan ChM et al. Glomerular expression of ATP-sensitive P2X7 receptor on diabetic and hypertensive rat models. Kidney Int 2004; 66: 157-166. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Jorgensen NR, Henriksen Z, Sorensen OH et al. Intracellular calcium signaling occurs between human osteoblasts and osteoclasts and requires activation of osteoclast P2X7 receptors. J Biol Chem 2002; 277: 7574-7580. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Di Virgilio F, Sollini A. P2 receptors: new potential players in atherosclerosis. British J Pharm 2002; 135: 831-842. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Gu BJ, Zhang WY, Bendall LJ et al. Expression of P2X7 purinoceptors on human lymphocytes and monocytes: evidence for nonfunctional P2X7 receptors. Am J Physiol Cell Physiol 2000; 279: C1189-C1197. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Lajdova I, Oksa A, Chorvat D Jr et al. Purinergic P2X7 receptors participate in disturbed intracellular calcium homeostasis in peripheral blood mononuclear cells of patients with chronic kidney disease. Kidney Blood Press Res 2012; 35: 48-57. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Al-Shukaili A, Al-Kaabi J, Hassan B. A comparative study of interleukin-1β production and P2X7 expression after Atp stimulation by peripheral blood mononuclear cells isolated from rheumatoid arthritis patients and normal healthy controls. Inflammation 2008; 31: 84-90. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Franco-Martinez S, Nino-Moreno P, Bernal-Silva S et al. Expression and function of the purinergic receptor P2X7 in patients with pulmonary tuberculosis. Clin Exp Immunol 2006; 146: 253-261. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Kaderjakova Z, Lajdova I, Horvathova M et al. Effect of chronic kidney disease on blood cells membrane properties. Bioelectrochemistry 2012; doi:10.1016/j.bioelechem.2012.02.006. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Gafter U, Malachi T, Barak H et al. Red blood cell calcium homeostasis in patients with end-stage renal disease. J Lab Clin Med 1989; 114: 221-231.
    26. Polak-Jonkisz D, Purzyc L, Laszki-Szcza K et al. The endogenous modulators of Ca2+-Mg2+-dependent ATPase in children with chronic kidney disease (CKD). Nephrol Dial Transplant 2010; 25: 438-444. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Massry SG. Is parathyroid hormone a uremic toxin? Nephron 1977; 19: 125-130. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Rostand SG, Sanders C, Kirk KA et al. Myocardial calcification and cardiac dysfunction in chronic renal failure. Am J Med 1988; 85: 651-657. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Raine AEG, Bedford L, Simpson AWM et al. Hyperparathyroidism, platelet intracellular free calcium and hypertension in chronic renal failure. Kidney Int 1993; 43: 700-705. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Kraikipanitch S, Linderman RD, Yoenice AA et al. The effect of azotemia and myocardial accumulation of calcium. Miner Electrol Metab 1978; 1: 12-20.
    31. Massry SG, Fadda GZ. Chronic renal failure is a state of cellular calcium toxicity. Am J Kidney Dis 1993; 21: 81-86. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Ori Y, Korzets A, Malachi T et al. Impaired lymphocyte calcium metabolism in end-stage renal disease: enhanced influx, decreased efflux, and reduced response to mitogen. J Lab Clin Med 1999; 133: 391-400. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Deicher R, Kirsch B, Müllner M et al. Impact of parathyroidectomy on neutrophil cytosolic calcium in chronic kidney disease patients: a prospective parallel group trial. J Int Med 2005; 258: 67-76. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Vnitřní lékařství

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.