CC BY
105
Обзоры
Роль Na+-H+ обменника в патогенезе сахарного диабета 2 типа
М.И. Балаболкин, М.Ф. Белоярцева
Кафедра эндокринологии и диабетологии (зав.-проф. М. И. Балаболкин) ФППО ММ А им. И.М.Сеченова, Москва
Клеточный гомеостаз поддерживается синтезом АТФ, созданием мембранного градиента, транспортом солей и нутриентов и др. Часть этих функций осуществляется группой белков — ионных транспортеров. И хотя аминокислотная последовательность большинства из них уже изучена, структурные аспекты, определяющие их ионную специфичность, функцию и регуляцию, предстоит еще уточнить. Необходимо понять, как простые по-липептидные цепи осуществляют транспортную функцию. Так как большинство этих транспортеров участвует в осуществлении жизненно важных биологических процессов, данные исследования прольют свет на суть патологических изменений, лежащих в основе многих заболеваний [34].
Цель обзора — представить последние достижения в изучении структурно-функциональных взаимоотношений и регуляции Na+-H+ обменника — специфического ионного транспортера.
Na+-H+ обменники (NHE) составляют группу интегральных мембранных белков, экспрессируемых во всех тканях организма, которые осуществляют трансмембранный обмен ионов Na+ на ионы Н+. Их основная физиологическая функция — регуляция внутриклеточного pH, защита клетки от закисления цитоплазмы, контроль клеточного объема и трансэпителиальный транспорт Na+, Н+, С1 [14, 49, 53]. Накоплены данные об участии Na+-H+ антипортера в клеточной дифференцировке [1, 19, 20, 49, 59].
Впервые Na+-H+ противотранспорт был описан Murer и соавт. в 1976 г. Они исследовали обмен радиоактивного Na+ на протоны в пузырьках, приготовленных из щеточной каемки мембран. В дальнейшем NHE-активность была охарактеризована в различных тканях на основании потребления ими радиоактивного Na+ в условиях ацидоза [19]. Шесть различных типов Na+-H+ белков-обменников были клонированы из тканей млекопитающих и эти изоформы обычно обозначают как NHE-1,2,3,4,5,6, соответственно [14, 37, 38]. Они различаются по аминокислотному составу, тканевой специфичности, механизмам внутриклеточной регуляции вторичными посредниками и чувствительности к ингибирую-
щему влиянию амилорида и его аналогов [54, 58, 61]. Наиболее широко распространена 1ЧНЕ-1 изоформа, которая была первой клонирована из тканей человека [41]. В настоящий момент она является наиболее изученной и полно охарактеризованной [14, 34, 39, 53]. 1ЧНЕ-1 осуществляет электронейтраль-ный обмен внутриклеточных протонов на внеклеточные ионы натрия. Этот процесс не требует специальных энергетических затрат. Энергия для изгнания Н+ обеспечивается направленным внутрь клетки электрохимическим градиентом №+ [53]. Приведение в действие №+-Н+ обменника — процесс электрически нейтральный со стехиометрией 1:1. Эта система аллостерически регулируется внутриклеточными протонами [49]. Кроме того, №+-Н+ обмен модулируется уровнем внутриклеточного Са2+. 1А* и 1ЧН4+ могут являться альтернативными субстратами для Ыа+-Н+ антипортера [49]. Амилорид и его аналоги обладают способностью ингибировать №-Н+ обмен в плазматических мембранах [53].
Предполагается, что №+-Н+ обменник состоит из мембранного домена, представленного двенадцатью сегментами, и большого внутреннего цитоплазматического домена [19]. Показано, что трансмембранные сегменты вовлечены в процессы катионного транспорта и ингибирования амилоридом и его аналогами, тогда как цитоплазматический «хвост» регулирует функционирование цитоплазматического домена. Удаление «хвоста» опытным путем приводит к исчезновению ответа на гормональные стимулы и снижает чувствительность антипортера к протонам [14]. В дистальных отделах цитоплазматического домена определены места фосфорилирования серина и участки связывания Са2+-кальмодулинового комплекса, ответственные за активацию обменника [3].
Внутриклеточная регуляция 1ЧНЕ-1. Одним из наиболее интересных свойств МНЕ-1 является его регуляция внеклеточными стимулами, такими как гормоны, факторы роста, цитокины и фармакологические агенты [16,53]. В 90-х годах значительно возрос интерес к №+-Н+ обменнику после того как было показано, что 1ЧНЕ-1 регулируется тромбином, ангиотензином II, тромбоцитарным фактором роста,
нейротрансмиттерами и хемотаксическими пептидами [19]. Эти открытия означали, что, помимо гомеостатической роли, NHE-1 активно участвует в регуляции клеточного роста и пролиферации. В подтверждение этого факта была продемонстрирована блокада пролиферации сосудистых гладкомышечных клеток при использовании фармакологических NHE-1 ингибиторов in vitro и in vivo [4]. Takewaki с соавт. показали, что гиперэкспрессия NHE-1 повышает пролиферацию гладкомышечных клеток.
В зависимости от природы сигнала NHE-1 активация опосредуется либо через тирозинкиназные рецепторы, либо через G—протеинсвязанные рецепторы [18, 29, 35]. Передача гормон индуцированного сигнала осуществляется через рецепторы, активирующие G-протеин, вследствие чего происходит высвобождение связанного ГДФ в обмен на ГТФ и диссоциация G-протеина на субъединицы -а, (3 и у [36]. Все компоненты могут последовательно активировать или ингибировать множество мембраносвязанных и цитоплазматических эффекторов, включая ионные каналы и ферменты, такие как адени-латциклаза, фосфолипаза и т.д. [52]. Кроме того, эти процессы приводят к повышению внутриклеточного кальция, активации протеинкиназы С и митогенак-тивированной протеинкиназы [52]. Рецепторы для факторов роста не связаны с G-протеинами, но обладают существенной тирозинкиназной активностью [53].
W. Siffert и R. Dusing [53] высказали предположение, что сигналы от G-протеинсвязанных белков и от рецепторов с тирозинкиназной активностью сводятся к общей киназе, экспериментально обозначенной как «NHE-1-киназа» [13]. Такой фермент может интегрировать сигналы с различных рецепторов и, в конце концов, осуществлять фосфорилиро-вание NHE-1; однако существование такого фермента не доказано [53].
Второй сигнал, который способен активировать NHE-1 в стимулируемых клетках, — это повышение уровня внутриклеточного кальция, наблюдающееся после стимуляции факторами роста или через G-протеинсвязанные рецепторы. Ионы Са2+ соединяются с кальмодулином, и активированный Са2+-кальмодулиновый комплекс может связываться со специфическим доменом NHE-1 [11]. Такой механизм активации не подразумевает процессов фосфо-рилирования. Са2+ кальмодулин и фосфорилирова-ние NHE-1 специфическими киназами составляют основные механизмы , посредством которых повышается активность NHE-1 в агонист-стимулирован-ных клетках [53].
Системная регуляция NHE-1. Относительно внутриклеточной регуляции NHE-1 достигнута определенная ясность, системные же влияния, адаптирую-
щие активность NHE-1, до конца не изучены. Одним из важных факторов является метаболический ацидоз. Н. Reush и соавт. [42] продемонстрировали повышение NHE-1 активности в лимфоцитах больных с почечной недостаточностью и метаболическим ацидозом. Тот же эффект получен у здоровых добровольцев, потребляющих NH4C1, чтобы вызвать метаболический ацидоз [42]. Последующие исследования выявили, что это повышение NHE-1 активности сопровождалось значительным увеличением мРНК, объясняя таким образом этот феномен повышением синтеза NHE-1 белка de novo [53]. Остается неясным, был ли этот эффект вызван ацидозом или же ацидоз в данном случае сочетался с гормональными изменениями (например, с повышением уровня альдостерона). В. Gobel и соавт. [15] исследовали эффект потребления NaCl на NHE-1 активность в лимфоцитах у здоровых добровольцев и пациентов с эссенциальной гипертонией. Перевод больных с малых доз NaCl (20 ммоль/сут) на большие (300 ммоль/сут) вызывает отчетливое повышение NHE-1 активности [15]. Последними исследованиями показано повышение Na+-H+ обмена в лимфоцитах здоровых субъектов при пероральной нагрузке глюкозой; этот эффект не сопровождался увеличением циркулирующего инсулина [55]. Эти данные иллюстрируют, что NHE-1 активность не является статичной, а может изменяться под влиянием различных системных факторов.
NHE-Г и Na+-Li+ противотранспорт. Помимо Na+-Н+ обмена, часто сообщается о повышении Na+-Li+ противотранспорта в эритроцитах больных эссенциальной гипертонией и диабетической нефропатией. Большинство исследователей расценивают это как вторичный (нефизиологический) способ функционирования Na+-H+ обменника, хотя существуют и противоположные точки зрения. Важно определить, принадлежат ли пациенты с измененным Na+-Li+ и Na+-H+ противотранспортом к одной и той же группе [34]. Свидетельства в пользу этого представлены J. Pouyssegur и соавт., продемонстрировавшими амилоридчувствительное потребление натрия в фи-бробластах хомяка в условиях нагрузки этих клеток либо Na+, либо Li+. Когда эти клетки были подвергнуты мутации для создания NHE-дефицитной клеточной линии, то исчезли не только NHE-1 активность, но и Na+-Li+ противотранспорт [39]. Представляется маловероятным, чтобы этот мутагенез аннулировал обе транспортные системы в том случае, если бы они действительно относились к различным белковым структурам. Трансфекция человеческого ДНК в NHE-дефицитные клетки восстановила как Na+-H+ обмен , так и Na+-Li+ противотранспорт [34]. Позднее был идентифицирован ген, кодирующий человеческий NHE-1 [49].
№+-Н+ обмен и метаболический синдром. N3 -14
обмен модулирует секрецию и действие инсулина [49]. Его первичная дисфункция может приводить к инсулинорезистентности и связанному с ней комплексу метаболических нарушений, включая сахарный диабет (СД) 2 типа, ожирение, артериальную гипертензию, дислипидемию и атеросклероз [40]. Нарушения №+-Н+ обмена имеют наследственный характер, предрасполагая к развитию данного синдрома. Однако фенотипическое проявление метаболических нарушений зависит от факторов окружающей среды (избыточный калораж, чрезмерное потребление соли при артериальной гипертензии) и/или сосуществования ряда различных генов, взаимодействующих с геном, ответственным за нарушение №+-Н+ обмена [49].
Отмечена стимуляция №+-Н+ обмена в эритроцитах непосредственно после употребления пищи или при длительном переедании [12]. Пациенты с ожирением имеют повышенную активность №+-на-соса, не связанную с катехоламинами или тиреоид-ными гормонами; возможно, это является результатом гиперинсулинемии и/или избыточного потребления калорий [33].
Гиперфункция №+-Н+ - или №+-ЬГ - обмена обнаружена при артериальной гипертензии [26]. Повышенная активность №+-насоса — это наследуемый признак и единственный известный генетический маркер артериальной гипертензии [60]. Повышение активности №+-Н+ - обмена способно привести к клеточному росту и пролиферации в стенке сосудов, а также к сокращению гладкомышечных клеток [27, 28]. Интересен тот факт, что наиболее активные вазоконстрикторы нуждаются в активации №+-Н+ насоса [7]. Все перечисленные факторы имеют отношение к развитию атеросклероза и артериальной гипертензии. Кроме того, СД 2 типа связан с повышением уровня триглицеридов, ЛПНП и снижением содержания ЛПВП. Т. ТоЬеу и соавт. [56] показали взаимосвязь между изменениями липидного метаболизма и инсулинорезистентностью. Роль №+-Н+ насоса в липидном метаболизме нуждается в дальнейшем исследовании, но очевиден тот факт, что гипер-липидемия связана с активизацией №+-Н+ обмена [56]. Это подтверждают результаты исследования, в котором было обнаружено, что нормотензивные родственники пациентов с артериальной гипертензией, имеющие повышение Ка+-ЬГ противотранс-порта, также имели и нарушения липидного обмена (повышение уровней холестерина, триглицеридов, ЛПНП и снижение содержания ЛПВП). У родственников с ненарушенной функцией №+-ЬГ насоса отмечены и нормальные уровни липидов [5]. Все эти факты указывают на связь №+-Н+ обмена с артериальной гипертензией и дислипидемией.
Роль РМа+-Н+ - обменника в секреции и действии инсулина. Существует несколько общих путей внутриклеточной регуляции секреции и действия инсулина. Возможно, недостаточность этих функций объясняется одним общим биохимическим дефектом [49]. Известно, что фосфолипаза С стимулирует высвобождение инсулина из ¡3—клеток [31]. Фосфолипаза С способствует образованию инозитол-3-фо-сфата и диацилНпицеридов путем гидролиза фосфо-инозитидов [2] (см. рисунок). Инозитол-З-фосфат индуцирует высвобождение Са2+ из эндоплазматиче-ского ретикулума в цитоплазму, а диацилглицериды активируют протеинкиназу С, которая побуждает к действию №+-Н+-насос и ведет к повышению внутриклеточного pH за счет выброса протонов из клетки [7]. Кроме того, активация №+-Н+-антипортера может происходить и при стимуляции тирозинкина-зы [34, 39]. Еще один предполагаемый механизм активации островковых клеток — это высвобождение арахидоновой кислоты вследствие деградации диа-цилглицеридов, что также может приводить к развитию гиперинсулинемии [32].
Предполагаемая роль Na*-H* обменника в развитии синдрома при инсулинорезистентности.
R - рецептор, G - G-протеин, ФЛС - фосфолипаза С,
ПКС - протеинкиназа С, ДАГ - диацилглицерол,
ИФ3 - инозитолтрифосфат, ТК - тирозинкиназа,
ФИФ2 - фосфотидилинозитол бифосфат,
МАПК - митогенактивированная протеинкиназа,
КПНГ - конечные продукты необратимого гликозилирования
Предполагают, что инозитол-3-фосфат в основном играет роль в 1-й фазе высвобождения инсулина, тогда как 2-я фаза (более медленно начинающаяся, но более продолжительная) регулируется проте-инкиназой С [32]. Хотя роль фосфолипазы А2 в механизме секреции инсулина менее изучена, имеются основания полагать, что обе липазы (С и А2) синергично влияют на р-клетки, что приводит к мобилизации Са2+ и к активации протеинкиназы С [30]. Активируемая фосфолипазой С протеинкиназа С способна стимулировать №-Н+ - антипортер, приводя к повышению внутриклеточного pH [7]. Ыа+-Н+ - обменник, в свою очередь, способен, помимо изгнания Н', индуцировать вход кальция в клетку и мобилизацию его из эндоплазматического ретикулу-ма, что активирует фосфолипазу А2 и последовательно приводит к высвобождению арахидоновой кислоты [7].
Гиперактивность №+-Н+ - антипортера может создавать порочный круг, в котором повышение №+-Н+ - обмена провоцирует увеличение концентрации цитоплазматического Са2+ и последующую активацию фосфолипазы А2. Происходящее в результате этого образование арахидоновой кислоты порождает дальнейшую активацию фосфолипазы С, вызывая новую мобилизацию Са2+ и активацию протеинкиназы С, замыкая, таким образом, круг, запущенный №+-Н+ - обменником [49]. Все звенья этой цепи могут приводить к повышению секреции инсулина |}-клетками [11].
Гиперинсулинемия обеспечивает повышенную активность Ыа+-Н+ - обменника в тканях-мишенях, приводя к повышению уровня цитоплазматического Са2+ [28]. Накоплены данные о взаимосвязи между длительным повышением концентрации внутриклеточного Са2+ и инсулинорезистентностью [8, 9]. Существуют определенные значения концентрации Са2+ в цитозоле, в рамках которых осуществляется действие инсулина [7]. Этот оптимум колеблется от 140 до 370 нМ Са2+, и отклонение уровня внутриклеточного Са2< в любую из сторон вызывает снижение чувствительности к инсулину [8,10].
Весьма дискутабельным является вопрос, касающийся механизмов, благодаря которым повышенный уровень Са2+ обеспечивает инсулинорезистент-ность, однако очевидно, что повышение концентрации внутриклеточного Са2< может приводить к нарушению связывания инсулина, снижению тирозин-киназной активности инсулиновых рецепторов и снижению дефосфорилирования транспортеров глюкозы [49].
Дисфункция №+-Н+ - антипортера может объяс-
нить одновременное развитие инсулинорезистентности и гиперинсулинемии при СД 2 типа в ранней стадии заболевания. Возможно, хроническая гипергликемия может приводить к снижению чувствительности [3-клеток за счет увеличенного синтеза простагландинов (через арахидоновую кислоту) [44] и/или к хронической гиперстимуляции мембранных структур, приводя к деградации фосфоинозитидов и истощению запасов инозитола [32].
Восстановительный эффект салицилата Na на инсулиновый ответ в процессе внутривенного введения глюкозы пациентам с СД 2 типа является лучшим подтверждением роли простагландинов в снижении чувствительности р-клеток к гликемии [44]. Кроме того, данное уменьшение чувствительности объясняет снижение базальной и глюкозостимулированной концентрации инсулина на поздних стадиях СД 2 типа [49].
Роль Na+-H+ обменника в развитии артериальной гипертензии и диабетической нефропатии. Продемонстрировано повышение Na -H+ и Na+-Li+ противо-транспорта в эритроцитах пациентов с артериальной гипертензией и диабетической нефропатией [53, 54, 57]. В соответствии с экспериментальными данными, гипергликемия сама по себе приводит к повышению активности Na+-H+ - обменника. Например, на культуре гладкомышечных клеток продемонстрирована активация Na+-H+ - обмена в среде с повышенным уровнем глюкозы, что, возможно, связано с синтезом de novo NHE-1 протеина [19]. С другой стороны, предполагается, что гиперинсулинемия сама по себе участвует в активации Na+-H+ - обменника при диабетической нефропатии и артериальной гипертензии [49]. И хотя механизмы этих изменений еще не изучены, можно выделить гипотетические причины, приводящие к нарушению Na+-H+ обмена: повышение NHE-1 активности, обусловленное гормональными изменениями; генетически обусловленное изменение NHE-1 протеина; нарушения внутриклеточной регуляции NHE-1 [53].
В попытке ответить на этот вопрос была разработана экспериментальная модель: используя вирус Эпштейна-Барра, подвергнуты иммортализации1 В-лимфоциты пациентов с гипертензией, повышенной NHE-1 активностью и семейным анамнезом эс-сенциальной гипертонии и пациентов с нормальной NHE-1 активностью и нормальным артериальным давлением - контроль [45].
Получена постоянно растущая клеточная линия В-лимфобластов. Основной целью эксперимента было установить, будет ли «гипертензивный» NHE-1 фенотип существовать при длительном культиви-
1 Иммортализация - придание нормальной клеточной структуре in vitro способности к неограниченному числу делений (бессмертию) под воздействием вирусной инфекции или химических канцерогенов.
52
§А
ровании клеток? Обнаружено, что повышенная 1ЫНЕ-1 активность «гипертензивной» клеточной линии существует даже после процесса иммортализа-ции [54]. Области значений скорости функционирования обменников в «нормотензивных» и «гипер-тензивных» клетках не пересекались [45]. Это позволяет исключить мутации в 1ЧНЕ-1 гене и повышенную экспрессию МНЕ-1 мРНК [45] или МНЕ-1 протеина [33] в «гипертензивных» клетках и подтверждает факт, что данные изменения являются генетически детерминированными. Помимо сохранения повышенной 1ЧНЕ-1 - активности, «гипертен-зивные» клетки обладали способностью к ускоренной пролиферации и проходили жизненный цикл быстрее, чем клетки «нормотензивных» пациентов с низкой МНЕ-1 активностью [46, 48, 51]. Высказано предположение, что ускоренная пролиферация связана с повышением 1ЧНЕ-1 активности из-за того, что чрезмерно активный рН-контроль быстро нейтрализует закисления цитоплазмы, обеспечивая оптимальные условия синтеза ДНК и белка в «гипертензивных» клетках [53]. Дальнейшие исследования сделали эту версию маловероятной. Хотя синтез ДНК и пролиферация как «нормотензивных», так и «гипертензивных» клеток является рН-зависимым процессом с оптимумом при слабощелочных значениях, «гипертензивная» клеточная линия росла быстрее, чем контроль при любых значениях pH, в том числе и при щелочных (7,7), когда вклад >4НЕ-1 в регуляцию внутриклеточного pH незначителен [48]. Полная блокада МНЕ-1 в лимфобластах 1ЧНЕ-1-се-лективными ингибиторами не уменьшала клеточную пролиферацию [47].
Полученные результаты позволяют утверждать, что повышение пролиферации и 1ЧНЕ-1 активности «гипертензивной» клеточной линии происходит вследствие нарушения внутриклеточной передачи сигнала [53]. Продемонстрировано также повышение активности фосфорилирования 1ЧНЕ-1 в им-мортализированных лимфобластах у пациентов с эс-сенциальной гипертонией [33]. Изучение процессов внутриклеточной регуляции в «гипертензивных» лимфобластах показало двукратное увеличение притока Са2+ внутрь клетки и мобилизации Са2+ из внутриклеточных запасов, связанное с повышенным формированием инозитол-3-фосфата [51]. После предварительной обработки «нормотензивных» и «гипертензивных» клеток пертуссин-токсином (РТХ), блокирующим передачу сигнала через С-протеин, воспроизведение сигнала в обеих клеточных линиях стало одинаковым [51]. Эти данные подтверждают факт, что в «гипертензивной» клеточной линии передача сигнала через РТХ-чувстви-тельный в-протеин избирательно повышена, что позволяет объяснить механизмы, развития эссенци-
альной гипертонии [54]. РТХ-чувствительный G-протеин экспрессируется во всех клетках, имеющих отношение к развитию эссенциальной гипертонии, а именно в гладкомышечных клетках, кардиомио-цитах, тромбоцитах и эндотелиальных клетках.
Таким образом, повышенная активация G-протеина связана с механизмами развития эссенциальной гипертензии (повышенная вазоконстрикция, структурные изменения в сосудах среднего и мелкого калибра, активация тромбоцитарного звена гемостаза). Это может также объяснить гипертрофию левого желудочка сердца, ранее расцениваемую как «физиологическую» адаптацию при повышенном артериальном давлении [53]. Двумя независимыми группами исследователей выявлена связь между гипертрофией левого желудочка и повышением N Н Е-1 активности в эритроцитах и лимфоцитах больных эссенциальной гипертензией [53]. И хотя не вызывает сомнений тот факт, что гипертрофия левого желудочка сердца может быть спровоцирована повышенной постнагрузкой, тем не менее высказано предположение, что гипертрофия левого желудочка является проявлением генетически обусловленной предрасположенности к клеточному росту и пролиферации, одним из клеточных маркеров которой и является повышенная NHE-1 - активность. Данное предположение можно проиллюстрировать результатами Odense Schoolchild Study, показавшими, что в семьях с отягощенным анамнезом по эссенциальной гипертензии у детей с нормальным артериальным давлением имеется увеличение размеров левого желудочка по сравнению с детьми из семей с неотягощенным анамнезом по данному заболеванию. Остается неясным, почему подобные изменения развиваются не всегда. Возможно, факторы внешней среды являются модуляторами «гипертензивного» фенотипа. Интересно отметить, что у трансгенных крыс с гиперэкспрессией NHE-1 артериальное давление остается нормальным и повышается только после употребления пиши с высоким содержанием NaCl [24].
Такой же экспериментальный подход с количественным определением NHE-1 - активности, NHE-1 - фосфорилирования и клеточной пролиферации был использован при изучении Na+-H* - обмена у больных СД 2 типа, осложненным или неосложненным диабетической нефропатией [33]. Были обнаружены такие же изменения в иммортализированных лимфобластах и фибробластах, как и у больных с эссенциальной гипертонией. Данные изменения не были связаны с гиперэкспрессией NHE-1 - белка, но имели отношение к повышенной пролиферации [6, 50]. Таким образом, можно утверждать, что повышение NHE-1 - активности при артериальной гипертензии и диабетической нефропатии является проявлением одного и того же клеточного дефекта,
состоящего в генетически зафиксированном повышении активности РТХ-чувствительного в -протеина; этот общий «генетический знаменатель» ответственен за развитие гипертензии, а при наличии СД — и за развитие нефропатии [53]. Не ясно, почему активация в-протеина ответственна за развитие диабетической нефропатии, тогда как у пациентов с артериальной гипертензией не всегда развивается почечная недостаточность, несмотря на изменение внутриклеточной передачи сигнала. У ряда гипер-тензивных пациентов выявляются клубочковая гиперфильтрация и микроальбуминурия, что может быть расценено как начальное проявление нефропатии [43].
Сахарный диабет как оксидативный стресс основан на увеличении перекисного окисления липидов и снижении антиоксидантного резерва. Источник свободных радикалов при диабете — аутоокисление глюкозы, которое приводит к образованию реактивных кетоальдегидов и образованию конечных продуктов необратимого гликозилирования [19]. Показано, что свободные радикалы стимулируют МАП К и NНЕ-1+ активность [19]. Свободные кислородные радикалы способствуют окислению ЛПНП, которые стимулируют пролиферацию гладкомышечных клеток путем стимуляции МАП К.
Помимо активации перекисного окисления липидов при гипергликемии происходит неферментативное связывание глюкозы с белками, что приводит к образованию шиффовых оснований в количестве, пропорциональном концентрации глюкозы. Конечные продукты необратимого гликозилирования, взаимодействуя с КПНГ-специфическими рецепторами, расположенными на моноцитах, макрофагах и эндотелиальных клетках, приводят к пролиферации гладкомышечных клеток сосудов и мезан-гиальных клеток клубочков. КПНГ связываются с внеклеточным матриксом и накапливаются в сосудистой стенке, приводя к ее утолщению и снижению эластичности, повышая риск развития сосудистых осложнений. Необходимо учитывать такие тканевые эффекты КПНГ, как активация экспрессии генов, ответственных за синтез ИФР-1, ТФРр, а также за синтез белков внеклеточного матрикса
(фибронектин, ламинин, коллаген IV) [19]. Интересна публикация Saton с соавт. (1997) о стимулирующем влиянии КПНГ на МАП К и пролиферацию гладкомышечных клеток. Данное изменение пролиферации может быть опосредовано влиянием КПНГ на высвобождение тромбоцитарного фактора роста или вызвано образованием продуктов свободнорадикального окисления.
Следует отметить повышенный при гипергликемии синтез de novo диацилглицеридов, формирующихся в результате взаимодействия продуктов метаболизма глюкозы с жирными кислотами. Важнейшим свойством диацилглицеридов является их способность активировать протеинкиназу С, что приводит к активации Na+-H+ обменника [19].
В ряде работ продемонстрировано влияние инсулина на NHE-1 - активность в неваскулярных клетках — эритроциты, скелетная мускулатура, клетки проксимальных канальцев. Показано влияние ИФР-1 на активность NHE-1 - в мезентериальных артериях и клетках аорты крыс [19]. Влияние инсулина и ИФР-1 на активность Na+-H+ обмена и пути передачи гормональных сигналов предстоит уточнить.
Можно предположить, что на фоне гипергликемии активация протеинкиназы С и фосфолипазы А2 [59] приводит к образованию простагландинов, тромбоксана, тромбоцитактивирующего фактора, лизофосфатидов, КПНГ и диацилглицеридов, способных in vivo стимулировать факторы роста, которые приводят к формированию внеклеточного матрикса и гломерулосклерозу [25]. Многие из этих медиаторов, формирование и/или высвобождение которых индуцируется гипергликемией, оказывают действие через рецепторы, связанные с РТХ-чувст-вительным G-протеином [53]. Этот механизм не подтвержден экспериментальными данными, а лишь является гипотезой, созданной на основе представлений о патогенезе СД. Дальнейшие исследования выявят связь между геном или группой генов и NHE-1 активностью, а также определят, является ли NHE-1 маркером [22,23] или причинным фактором сосудистых осложнений СД, а также, является ли NHE-1 целью для терапевтического вмешательства.
Литература
1. Alvarez J., Carcia-Sancho J., Molinedo F. // Eur.J.Biochem. - 1989V. 183-P.709-714.
2. Berridge M.J., Irvine R.F. // Nature-1984-V.31 2-P.315.
3. Bertrand B; Wakabayashi S; Ikeda T; Pouyssegur J; Shigekawa M // J Biol Chem,-1994-V.269-N.18-P.13703-13709.
4. Bobik A., Crooms A., Little P.J., Cragoe E.J. et al. // Am.J.Physiol.-1991 -V.260-P.C581 -C588.
5. Carr S.J.; Thomas T.H.; Laker M.F.; Wilkinson R. // J Hypertens-1990-V.8-N.2-P.139-146.
6. Davies J.E., Siczkowski M., Sweeney F.P., Quinn P.A., Krolewski B., Krolewski A.S., Ng L.L. // Diabetes-1995-V.44-P.382-388.
7. Decker K., Dieter P. In: Haussinger D., ed. pH homeostasis . London, Academic press 1988; p 79.
8. Draznin B. // Diabetes Res. Clin. Pract.-1991-V. 11 -P. 141.
9. Draznin B. etal. // Endocrinology-1989-V.125-P.2341.
10. Draznin B. etal . // J. Biol. Chem.-l 987-V.262-P.14385.
11. Efendic S., Kindmark H., Berggren P.O. // J. Intern. Med.-1991-V.229-Suppl 2-P.9.
12. Fagerberg B; Herlitz H; Jonsson O; Nauclnr J; Nilsson U; HednerT; Lindstedt G; Andersson O. // Metabolism-1984-V.33-N.1 1 -P.994-998.
13. Fliegel L., Wang H. // J. Mol. Cell. Cardiol.-1997-V.29-P. 1991-1999.
14. Fliegel L.; Murtazina R.; Dibrov P.; Harris C.; Moor A.; Fernandez Rachubinski F.A. // Biochem. Cell. Biol.-l 998-V.76-N5-P.735-741.
15. Gobel BO; Hoffmann G; Ruppert M; Stumpe KO; Vetter H; Siffert W; Dusing R // Eur.J. Clin. Invest.-1994-V.24-N.8-P.529-539.
16. Grinstein S., Rotin D., Mason MJ. // Biochim. Biophys. Acta-1989-V.988-P.73-97.
17. Grinstein S., Woodside M., Sardet C., Poussegur J., Rotin D. // J. Biol. Chem.-l 992-V.267-P.23823-23828.
18. Gudermann T; Nürnberg B; Schultz G // J. Mol. Med.-l 995-V.73-N.2-P.51 -63.
19. Hannan K.M.; Little P.J. // Biochem. Cell Biol.-l 998-V.76-N5-P.751 -759.
20. Hazav P., Shany S., Moran A., Levy R. // Cancer Res.-l 989-V.49-P.72-75.
21. Kinsella J.L.; Heller P.; Froehlich J.P. // Biochem. Cell Biol.-l 998-V.76-N5-P.743-749.
22. Koren W.; Koldanov R.; Pronin V.S.; Postnov I.Y.; Peleg E.; Rosenthal T.; Berezin M.; Postnov Y.V. // Diabetologie-1997-V.40-N3-P.302-306.
23. Koren W.; Koldanov R.; Pronin V.S.; Postnov I.Y.; Peleg E.; Rosenthal T.; Berezin M.; Postnov Y.V.// Diabetologia-1 998-V.41-N2-P.201-205.
24. Kuro-o M., Hanaoka K., Hiroi Y., Noguchi T., Fujimori Y., Takewaki S., Hayasaka M., Katoh H., Miyagishi A., Nagai R., et al. // Circ. Res.-1995-V.76-P. 148-153.
25. Larkins R.G., Dunlop M.E. // Diabetologia -1992-V.35-P.499-504.
26. Livne A; Balfe JW; Veitch R; Marquez Julio A; Grinstein S; Rothstein A. // Lancet-1987-Mar-P.533-536.
27. Lucchesi P.A.; Berk B.C. // Cardiovasc. Res.-l 995-V.29-N2-P.172-177.
28. Mahnensmith R.L., Aronson P.S. // Circ. Res.-l 985-V.57-P.773.
29. Malapert M.; Guizouarn H.; Fievet B.; Jahns R.; Garcia Romeu F.; // J. Exp. Biol.-l 997-N200-Pt. 2- P.353-360.
30. Metz S.A. // Prostaglandins Leukot. Esent. Fatty Acids-1988-V.32-P.187.
31. Metz S.A. // Endocrinology-1987-V. 120-P.2534.
32. Metz S.A. // Am. J. Med.-l 988-V.85-Suppl. 5A-P.9.
33. Ng L.L., Sweeney F.T., Siczkowski M., Davies J E., Quinn P.A., Krolewski B., Krolewski A.S. // Hypertension-1995-V.25-P.971-977.
34. Noll J.; Pouyssegur J. // Am. J. Physiol.-1 995-N2-Pt. 1 -P.283-296.
35. Nürnberg B; Gudermann T; Schultz G // J. Mol. Med.-l 995-V.73-N.3-P. 123-132.
36. Offermanns S; Schultz G. // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol.-1994-V.350-N.4-329-338.
37. Orlowski J. // J. Biol. Chem.-l 993-V.268-P. 16369-1 6377.
38. Orlowski J., Kandasamy R.A., Shull G.E. // J. Biol. Chem.-l 992-V.267-P.9331-9339.
39. Pouyssegur J. et al. In: Haussinger D., ed. pH homeostasis . London, Academic press 1988; P. 61
40. Reaven GM.// Diabetes-1 988-V.37-N.12-P.l595-1607.
41. Reithmeier R.A. // Curr. Opin. Cell Biol.-l 994-V.6-N4-P.583-594.
42. Reusch HP; Reusch R; Rosskopf D; Siffert W; Mann JF; Luft FC // J. Clin. Invest.-l 993-V.92-N.2-P. 85 8-865.
43. Ritz E., Nowicki M., Fliser D., Homer D., Klimm H.P. // Kidney Int.-
1994-V.46-Suppl. 47-P.S76-S80.
44. Robertson RP.// Diabetes, 1989 Dec, 38:12, 1501-5.
45. Rosskopf D., Fromter E., Siffert W.//J. Clin. Invest.-l 993-V.92-P.2553-2559.
46. Rosskopf D., Hartung K., Hense J., Siffert W. // Hypertension -1995-V.26-P.432-435.
47. Rosskopf D., Scholz W., Lang HJ., Scholkens B., Siffert W. // Cell Physiol. Biochem.-1997-V.5-P.269-275.
48. Rosskopf D., Schroder K-J., Siffert W. // Cardiovasc. Res.-l 995-V.29-P.254-259.
49. Ruiz Palomo F.; Toledo T. // Med. Hypotheses.-1 993-V.41-P. 1 86-189.
50. Siczkowski M., Davies J.E., Sweeney F.P., Kofoed Enevoldsen A., Ng L. // Metabolism-1995-V.44-P.791 -795.
51. Siffert W,. Rosskopf D., Moritz A., Wieland T., Kaldenberg-Stasch S., Kettler N., Hartung K., Beckmann S., Jakobs K.H. // J. Clin. Invest.-
1995-V.96-P.759-766.
52. Siffert W., Akkerman J.W.N. // J. Biol. Chem.-l 988-V.263-P.4223.
53. Siffert W., Dusing R. // Basic Res.Cardiol.-1996-V.91-P.179-190.
54. Siffert W.; Dusing R. // Hypertension-1995-V.26-N4-P.649-655.
55. Tepel M; Schlotmann R; Barenbrock M; Kisters K; Klaus T; Spieker C; Walter M; Meyer C; Bretzel RG; Zidek W // Circ. Res.-l 995-V.77-N.5-P.1024-1029.
56. Tobey T.A.; Greenfield M; Kraemer F; Reaven G.M. // Metabolism-1981-V.30-N.2-P. 165-171.
57.Trevisan R.; Viberti G. // Nephrol. Dial. Transplant.-l 997-V.l2-N4-P.643-645.
58. Wang Z., Orlowski J., Shull G.E. // J. Biol. Chem.-l 993-V.263-P. 11925-11928.
59. Williams B., Howard R.L. // J. Clin. Invest.-l 994-V.93-P.2623-2631.
60. Woods JW; Falk RJ; Pittman AW; Klemmer PJ; Watson BS; Namboodiri K. // N. Engl. J. Med.-l 982-V.306-N. 10-P.593-595.
61. Yun C.H.; Tse C.M.; Nath S.; Levine S.L. // J. Physiol.-1995-N.482-P. 1S-6S.
