Эффекты стимуляции аденозиновых рецепторов.
Несмотря на наличие внерецепторных механизмов действия аденозина, большинство своих эффектов он реализует через взаимодействие со специфическими рецепторами [78, 113, 137, 138, 158].
Аденозиновые рецепторы обнаружены практически во всех анализированных тканях и органах. Аденозиновые рецепторы относятся к семейству Pl пуринергических рецепторов и представляют собой семь трансмембранных доменов в комплексе с внутриклеточным ГТФ-связывающим белком (G- белком). На настоящий момент секвенировано и клонировано 4 типа аденозиновых рецепторов: Al, A2A, А2В, АЗ [138].Активация рецепторов зависит от концентрации аденозина во внеклеточной среде. В норме концентрация аденозина не превышает 1мкМ, при этом эффекты аденозина реализуются через Al (0,03 - 0,2 мкМ), АЗ (0,03 - 0,2 мкМ) и A2A (0,7 мкМ) рецепторы. А2В рецепторы, являясь низко аффинными, реагируют лишь на повышенные концентрации аденозина (24 мкМ) при патологических состояниях [114].
Все аденозиновые рецепторы имеют ряд сходств:
- связь с G-белком,
- участие в физиологических и патологических реакциях организма,
- широкая распространенность в организме человека.
Аденозиновые рецепторы человека образуют относительно
гомологичные пары: наиболее сходны Al и АЗ (49% идентичности последовательности), A2A и А2В рецепторы (59% идентичности последовательности). Так, например, Al и АЗ связаны с Gi-белком, снижают внутриклеточную концентрацию цАМФ, а рецепторы типа A2A и А2В стимулируют образование цАМФ через Gs-белок (рисунок.З).
Рисунок 3 - Сигнальные пути подтипов аденозиновых рецепторов [140]. Примечание:
CREB - белок, связывающий цАМФ зависимый элемент, DAG - диацилглицерол, IP3 - инозитол 1, 4, 5 - трифосфат, PI3K - фосфатидилинозитол 3 - киназа, PIP2 - фосфатидилинозитол - 4, 5 - бифосфат, PK - протеинкиназа, PLD - фосфолипаза D, PLC - фосфолипаза С.
Тем не менее, каждый аденозиновый рецептор обладает рядом
индивидуальных свойств.
Al аденозиновый рецептор
Al рецептор более других распространен в центральной нервной системе (коре больших полушарий, мозжечке, таламусе, спинном мозге, гипофизе), кроме того он встречается в жировой ткани, желудке, кишечнике, сердце, аорте, печени, селезенке. Активация Al рецепторов ведет к ингибированию аденилатциклазы через активацию коклюш-чувствительного G-белка [73] и, в результате, к повышению активности фосфолипазы C [181, 198]. В миокарде и нейронах Al аденозиновые рецепторы способны активировать коклюш-чувствительные К+ каналы, а также ингибировать Q-, P- и N-типы Ca каналов [138].
Физиологическими эффектами от стимуляции Al является подавление липолиза, повышение захвата глюкозы адипоцитами, снижение выброса нейротрансмиттеров, бронхоконстрикция, проведение боли [232]. Активация Al аденозиновых рецепторов в почках ингибирует высвобождение ренина, повышает реабсорбцию натрия в проксимальных извитых канальцах, снижает скорость клубочковой фильтрации [159].
Для сердечно-сосудистой системы положительными эффектами активации Al аденозиновых рецепторов является замедление ритма, отрицательный инотропный эффект в сердце, вазоконстрикция. Однако в условиях гипоперфузии, гипотонии, остановки сердца аденозин оказывает негативное влияние, предотвращая необходимое компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений и артериального давления. К эффектам активации Al аденозиновых рецептов в патологических условиях можно отнести нейропротекторное действие при черепно-мозговых травмах и защиту от ишемии головного мозга [89].
A2A аденозиновый рецептор
A2A аденозиновый рецептор в центральной нервной системе представлен лишь в полосатом теле и обонятельных бугорках, но кроме этого имеет высокую экспрессию на лейкоцитах (особенно нейтрофилах) и тромбоцитах, в тимусе и селезенке [175]. На среднем уровне экспрессирован в легких, сердце, сосудах.
A2A реализует такие физиологические эффекты аденозина, как расширение сосудов, подавление агрегации тромбоцитов, усиление выброса нейротрансмиттеров [113].
A2A рецепторы опосредует противовоспалительные эффекты за счет повышения продукции цитокинов клетками [164]. Было показано, что агонисты A2A аденозиновых рецепторов приводят к увеличению концентрации противовоспалительного IL-IO в моделях in vitro и in vivo [67, 213]. Стимуляция A2A рецептора человеческих синовиоцитов ведет к снижению уровня TNFa, IL-6 и IL-8, подъему IL-10, что свидетельствует о снижении воспалительной реакции [101, 213].Противовоспалительные и ткане-протекторные эффекты,
опосредованные A2A рецепторами, были продемонстрированы в ряде моделей различных воспалительных заболеваний, в частности на модели артрита у животных [20, 68, 162]. Было показано, что стимуляция A2A рецепторов уменьшает клинические проявления и улучшает
гистологическую картину коллаген-индуцированного артрита у мышей [184]. Терапия агонистами A2A рецептора характеризовалась снижением экспрессии мРНК генов провоспалительных цитокинов, оксидативного и нитрозо-повреждения [76]. За счет эффективного противовоспалительного и ранозаживляющего действия агониты A2A аденозиновых рецепторов были одобрены для клинических испытаний [58, 108, 228]. Также было показано, что постоянная активация A2A рецепторов может быть использована для уменьшения воспалительной реакции при диабетической нефропатии, ускорения заживления диабетической язвы стопы [157].
А2В аденозиновый рецептор
Аденозиновый рецептор А2В в наибольшем количестве экспрессирован в толстом кишечнике, слепой кишке, мочевом пузыре. Низкие уровни А2В обнаружены во всех отделах головного мозга, легких, спинном мозге, жировой ткани, гипофизе, почках, печени, яичниках.
Поскольку А2В рецептор активируется только при повышенных концентрациях аденозина, то его функционирование связано с патологическими реакциями в организме. Стимуляция А2В рецептора вызывает вазодилатацию аорты, коронарных сосудов и почечной артерии [95, 137]. В ряде исследований показано влияние стимуляции А2В аденозинового рецептора на сокращение сердечной мышцы [72, 93, 185,].
А2В рецепторы, широко распространенные в желудочно-кишечном тракте, способны регулировать кишечную моторику и секрецию. Также необходимо отметить роль А2В аденозиновых рецепторов в развитии приступов бронхоспазма при бронхиальной астме за счет стимуляции дегрануляции тучных клеток. Стимуляция А2В играет роль в регуляции иммунного ответа [215].АЗ аденозиновый рецептор
АЗ аденозиновый рецептор встречается в высокой плотности на клетках печени, легких, аорты. Экспрессия в головном мозге была показана в сравнительно низкой концентрации лишь для таламуса и гипоталамуса [27]. АЗ также был обнаружен на эозинофилах, тучных клетках, клетках плаценты, почек, сердца, селезенки [23].
Аденозиновые АЗ рецепторы участвуют в аллергическом ответе, легочном воспалении, контроле клеточного цикла [24, ПО, 166]. Длительное время не было единого мнения о роли АЗ аденозиновых рецепторов в нервной системе, так ряд ученых указывали на негативную эффекты активации АЗ [148], другие - на нейропроткторную роль [165]. Тем не менее, превалирующие данные о нейропротекции, а также исследования на нокаутных животных показали, что активация АЗ является защитным механизмом [29]. Противоположные результаты были вызваны, скорее всего, очень быстрой интернализацией и десенсибилизацией АЗ рецепторов, что делает влияние агонистов рецептора терапевтически эквивалентам антагонистам [25].
Также необходимо отметить важную кардиопротективную роль АЗ аденозиновых рецепторов во время и после ишемии [118]. Перспективной с точки зрения создания новых терапевтических подходов является ингибирование секреции TNFa при активации АЗ аденозиновых рецепторов. Это приводит к уменьшению воспалительных реакций при аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит, болезнь Крона, псориаз и др. [30, 69, 133,227].
Таким образом, аденозин может оказывать большое количество разнообразных эффектов вплоть до противоположных, а их реализация в конкретной ситуации зависит от типа клетки, на которую действует аденозин, и типа рецептора, который опосредует эти эффекты. Одним из важнейших эффектов стимуляции аденозиновых рецепторов является регуляция воспалительных реакций.
1.1.4