Н.И. Тапильская , И.А. Егорова , А.Я. Багров Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт Петербург; Санкт Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Эндогенные дигиталисоподобные ингибиторы Na/KАТФазы — новый класс гормонов с широким спектром функций
Н.И. Тапильская , И.А. Егорова , А.Я. Багров Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт Петербург; Санкт Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Эндогенные дигиталисоподобные ингибиторы Na/KАТФазы — новый класс гормонов с широким спектром функций
Сердечные гликозиды являются одним из наиболее распространенных средств, применяемых для лечения сердечной недостаточности. На протяжении последних 40 лет получены убедительные данные в пользу существования эндогенных аналогов дигиталиса — т. н. эндогенных дигоксино подобных факторов (ЭДФ). ЭДФ являются физиологическими регуляторами ключевого мембранного фермента Na/K+АТФазы и принимают участие в регуляции сократимости миокарда, сосудистого тонуса и натрийуреза, а также играют важную роль в патогенезе солее чувствительной артериальной гипертензии. Данные последних лет свидетельствуют о том, что ЭДФ также являются регуляторами тканевого роста, дифференцировки клеток и иммунитета. (Цитокины и воспаление. 2006. Т. 5, № 3. С. 3–9.)
Ключевые слова: Na/KATФаза, эндогенные ингибиторы, иммунитет. 1. Na/K+АТФаза Na/KATФаза (NKA) представляет собой мембранный фермент, состоящий из трех полипептидов: ?, ? и ? субъединиц [46]. ? субъединица NKA (~112 kDa) опосредует каталитические и транспортные свойства фермента и содержит участки связывания для катионов, ATФ, сердечных гликозидов и для эндогенных ингибиторов—эндогенного дигоксиноподобного фактора (ЭДФ) [13, 47, 55]. Существование изоформ ? субъединицы натриевого насоса было доказано в результате экспериментов, выявивших дифференциальную чувствительность NKA различного происхождения к препаратам дигиталиса [12]. Идентифицировано четыре ? полипептида, ныне известных как ? 1, ? 2, ? 3 и ? 4 [12]. ? субъединица NKA (40-60 kDa) обеспечивает модуляцию сродства фермента к ионам K+ и Na+ [11]. ? субъединица представлена тремя изоформами. ? 1 и ? 2 найдены в различных тканях млекопитающих, в то время как ? 3 изоформа была обнаружена у амфибий, грызунов и у человека [12]. ? субъединица NKA (8–14 kDa) [8, 29] сопряжена с ? субъединицей и проявляет высокую межвидовую гомологичность [12]. Экспрессию как ?, так и ? изоформ NKA контролируют специфические гены [46, 47]. ? и ? изоформы NKA обладают выраженной ткане специфичностью. Так, ? 1 и ? 1 изоформы обнаружены практически во всех тканях млекопитающих, ? 4 изоформа специфична для яичка [12], ?2 преобладает в адипоцитах [52], скелетной мышце [39], кардиомиоцитах [69] и головном мозге [12], в то время как ? 3 наиболее представлена в центральных и периферических нервных тканях [12] и в проводящей системе сердца [69]. 2. Эндогенные дигиталисо подобные вещества Доказательства существования эндогенных лигандов NKA, ЭДФ появились около четырех десятилетий тому назад. В ходе изучения механизмов почечной ретенциинатрия в патогенезе артериальной гипертензии было постулировано существование эндогенного натрийуретического фактора, являющегося ингибитором NKA [14]. Повышение уровня дигоксиноподобной иммунореактивности в плазме крови было выявлено у пациентов с гипертонической болезнью, при различных формах экспериментальной артериальной гипертензии [13, 18, 36] и при увеличении объема циркулирующей жидкости [35]. В окончательном виде «концепция натрийуретического гормона»—ЭДФ—была сформулирована Блаустейном [13]. Согласно этой гипотезе, при артериальной гипертензии (особенно при объем зависимых формах) выработка ЭДФ происходит с адаптивной целью: уменьшить объем циркулирующей жидкости посредством натрий уреза, обусловленного угнетением NKA в почечных канальцах. Чрезмерная продукция ЭДФ, однако, вызывает угнетение NKA в мембране гладкомышечных клеток сосудов, увеличение внутриклеточной концентрации натрия приводит к активации Na Ca обмена и усугубляет вазоконстрикцию. Таким образом, действие ЭДФ является примером мальадаптации, а побочный эффект адаптивного процесса становится существенным элементом порочного круга, лежащего в основе патогенеза артериальной гипертензии. В процессе исследований патогенетической роли ингибиторов NKA при артериальной гипертензии появились данные, свидетельствующие о гетерогенности ЭДФ. Подобно препаратам дигиталиса, ЭДФ представлен веществами карденолидной природы. Так, оуабаин или его изомер является одним из эндогенных ингибиторов NKA у млекопитающих (рисунок). J.M. Hamlyn et al. выделили из человеческой плазмы крови вещество, масс спектрометрически идентичное оуабаину растений [36]. Позже существование эндогенного оуабаина (или очень похожего соединения) было подтверждено исследованиями в нескольких других лабораториях [13, 26]. Однако оуабаин не может в полной мере соответствовать критериям ЭДФ как натрийуретического гормона. Единственной изоформой NKA, экспрессируемой в почечных канальцах, является ? 1, а оуабаин в физиологически реальных концентрациях не действует на эту изоформу натриевого насоса, являясь селективным ингибитором ? 3/? 2 NKA [24, 25]. Помимо эндогенного оуабаина ЭДФ млекопитающих также представлен ингибиторами NKA буфадиенолидной природы. Буфадиенолиды представляют собой кардиотонические стероиды, первоначально описанные у амфибий. В отличие от карденолидов, являющихся С 23 стероидами, имеющими в боковой цепи ненасыщенное пятичленное лактонное кольцо, буфадиенолиды представляют собой С 24 стероиды (см. рис.) с ненасыщенным шестичленным лактонным кольцом [28]. J.S. Flier et al. показали, что ткани жаб содержат материал, который ингибирует NKA и реагирует с антителами к дигиталису. Наиболее высокие уровни буфадиенолидов были обнаружены у жаб, мигрирующих между ареалами с различной влажностью и различным содержанием хлористого натрия [28]. Так как кожа у земноводных является органом регуляции водно электролитного гомеостаза, J.S. Flier et al. предположили, что NKA и буфадиенолиды у жаб представляют собой систему, регулирующую водно электролитный баланс [28]. D. Lichtstein et al. показали, что уровни буфадиенолидов у жаб увеличиваются при увеличении содержания натрия в окружающей среде [44]. Эти наблюдения инициировали поиск буфади енолидов у млекопитающих. R.S. Kieval et al. [40], A. Goto et al. [32] обнаружили буфалин иммунореактивный материал в человеческой плазме крови. D. Lichtstein et al. [45] выделили производные буфалина из хрусталика глаза нескольких млекопитающих. В 1995 г. было показано, что антитела к буфадиенолиду маринобуфагенину (МБГ) (см. рис.) перекрестно реагировали с ЭДФ из плазмы крови и мочи млекопитающих [4, 5]. Очищенный при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии МБГ подобный иммунореактивный материал из человеческой мочи по своим масс спектральным характеристикам был идентичен МБГ, выделенному из жаб Bufo marinus [5]. Концентрация МБГ в плазме крови увеличивалась при состояниях, сопровождающихся увеличением объема циркулирующей жидкости: у крыс линии Dahl—при гипертензии, вызванной высоким потреблением соли [24, 25]; преэклампсии и нормальной беременности [2, 50], эссенциальной гипертензии и хронической почечной недостаточности [30]. Примечательно, что в низких концентрациях (сравнимых с уровнем этого вещества в плазме крови) МБГ вызывает два основных эффекта, ожидаемых от натрийуретического гормона— вазоконстрикцию и угнетение почечной NKA [24, 25].
Рисунок. Химическая структура карденолидов (оуабаин) и буфадиенолидов (маринобуфагенин)
Недавно присутствие МБГ и его предшественника, телоцинобуфагина, в человеческой плазме крови было подтверждено в лаборатории Takahashi [41]. Пути биосинтеза этих буфадиенолидов малоизученны, но известно, что в Y1 адренокортикальных клетках мыши биосинтез МБГ не осуществляется путем расщепления боковой цепи холестерина [19]. Различные эндогенные ингибиторы натриевого насоса обладают разной селективностью по отношению к изоформам NKA. M. Ferrandi et al. показали, что ингибитор NKA, выделенный из гипоталамуса, ингибирует NKА из мозга крысы (? 3 изоформа) подобно оуабаину, но превосходит оуабаин по способности ингибировать натриевый насос в почках (? 1 изоформа) [26]. Другой ингибитор натриевого насоса, лабильный фактор, полученный из перитонеального диализата пациентов с хронической почечной недостаточностью, проявил высокое сродство по отношению к ?1 и ?2, но не к ?3 изоформе NKА [34]. ЭДФ, выделенный G. Lambert et al. [43] из человеческой плазмы крови, проявил большее сродство по отношению к ?1 и ?2, чем к ?3 изоформе NKА. O.V. Fedorova и A.Y. Bagrov изучили механизмы вазоконстрикторного действия оуабаина и МБГ на изолированной аорте крысы [23]. В этих экспериментах МБГ селективно ингибировал NKА сосудистой сарколеммы (?1 изоформа), в то время как оуабаин проявил более высокое сродство к NKА из сосудистых нервных окончаний (?3 изоформа). Впоследствии МБГ амфибий и МБГ подобный иммунореактивный материал, выделенный у гипертензивных, чувствительных к соли крыс линии Dahl, показали себя как активные ингибиторы оуабаин резистентной NKА из почки крысы [24, 25]. 3. Новые функции ЭДФ — регуляция роста и иммунитета Данные, полученные в ходе исследований «традиционных» функций ЭДФ, привели к пониманию того, что спектр действия этих веществ не огранивается регуляцией натриевого гомеостаза и сосудистого тонуса. Так, ЭДФ могут действовать как регуляторы роста, дифференцировки и пролиферации клеток. Низкие концентрации (10 н моль/л) буфалина и буфалиноподобный фактор, выделенный из человеческой плазмы крови, индуцируют дифференцировку трех линий человеческих лейкемических клеток, промиелоцитов HL60, монобластов U937 и миелобластов ML1 [58, 70]. Позже было показано, что буфалин стимулировал апоптоз в лейкемических клетках линии U937 [66]. В миокардиоцитах крысы оуабаин индуцирует внутриклеточную сигнализацию, генерируемую NKА сарколеммы. Эти прогипертрофические стимулы могут быть кальций зависимыми или опосредованными активацией протеинкиназы C и инициируются низкими (10–100 нмоль/л) концентрациями оуабаина [48]. M.H. McGowan et al. показали, что оуабаин и 19 норбуфалин ингибируют (down regulate) синтез ? и ? изоформ внутриклеточного белка 1433, участвующего в передаче сигналов [56]. Недавно было показано, что низкие концентрации как оуабаина, так и МБГ (0,1–1,0 нмоль/л) in vitro стимулировали рост культивируемых гладкомышечных клеток сосудов независимо от угнетения NKА [3]. К такому же выводу пришли P.A. Doris и R.I. Dmitrieva, продемонстрировав, что низкие концентрации оубаина вызывают гипертрофию клеток почечных канальцев [20]. Таким образом, две важных функции ЭДФ, такие как стимуляция роста и способность этого класса гормонов регулировать трансмембранный транспорт моновалентных катионов, могут опосредоваться различными механизмами внутриклеточной сигнализации. Данные последних лет показывают, что одним из возможных механизмов запуска ЭДФ внутриклеточных сигналов является интернализация NKА [27, 49]. Интернализация натриевого насоса может играть роль в реализации ЭДФ как своей «классической» функции натрийуреза, так и в инициировании ростовых сигналов. Новым направлением в изучении функций ЭДФ является исследование иммуномодулирующего действия этого класса гормонов. В серии исследований, проведенных P. Terness et al. [64], было показано, что буфадиенолиды оказывают иммуносупрессивный эффект на лимфоциты. Супрессивная активность буфадиенолидов в 16 раз выше, чем у кортизола, и в 256 раз выше, чем у циклоспорина А. Оуабаин избирательно ингибирует индуцированную IFN? экспрессию генов, включая мРНК IL6 и макрофагального колониестимулирущего фактора (MCSF), и увеличивает экспрессию c fos и c jun в различных культивированных клеточных линиях. Так как экспрессия cfos, регулируемая гормонами, факторами роста и митогенами, связана с пролиферацией и дифференцировкой клеток, не удивительно, что ЭДФ также принимают участие в дифференцировке клеток. Крайне интересными представляются исследования, подтверждающие участие ЭДФ в индукции апоптоза, лежащего в основе регуляции клеточного роста и дифференцировки. Так, буфадиенолиды обладают выраженной антипролиферативной активностью. Продемонстрирован цитотоксический эффект шести стероидов, принадлежащих к семейству буфадиенолидов, на злокачественные Т лимфобласты [15]. Буфадиенолиды индуцируют апоптоз в злокачественных Т лимфобластах, не оказывая влияния на мононуклеары периферической крови, причем сигналом к апоптозу служит угнетение NKА. Буфалин в низких концентрациях выступает индуктором Th1 зависимой дифференцировки клеток и в высоких концентрациях индуцирует апоптоз. Так, в концентрации 30 нM буфалин индуцирует экспрессию гена IL1?, тем самым принимая участие в дифференцировке клеток, а в концентрации 100 нM выступает индуктором апоптоза [42]. Тот факт, что ЭДФ могут обладать противоопухолевой активностью, подтверждают работы H. Weidemann et al. [67], показавших, что буфадиенолиды ингибируют экспорт FGF в клеточных линиях РС3 и D41 45 рака простаты. Кроме того, эти же исследователи продемонстрировали, что у бестимусных мышей в условиях стресса обнаруживаются крайне низкие концентрации дигиталисоподобных стероидов. Авторами высказано предположение, что «надпочечниковая ЭДФ недостаточность» может явиться одним из механизмов канцерогенеза [67]. Эпидемиологические исследования показали низкую смертность в случае выявления ранних стадий рака молочной железы у пациентов, получавших ранее сердечные гликозиды. Описанные эффекты буфадиенолидов повышают клинический интерес к этой группе соединений, рассматриваемых в ракурсе потенциальных противоопухолевых препаратов [67]. Таким образом, оказывая влияние на процессы роста и дифференцировки тканей, выступая индукторами апоптоза, проявляя иммуно супрессивные свойства, обладая противоопухолевой активностью, ЭДФ способны осуществлять гибкую регуляцию сигнальных программ сложных иммунологических реакций организма. 4. ЭДФ и развитие преэклампсии Преэклампсия (синдром, включающий в себя гипертензию, протеинурию, отеки и задержку развития плода) является основной причиной смертности при беременности. С иммунологических позиций преэклампсия рассматривается как результат дезадаптации иммунной системы матери вследствие нарушения процессов плацентации, что является первым шагом в развитии заболевания [51]. Одной из причин преэклампсии является повреждение трофобласта [9, 10]. Поскольку вазоспазм в сочетании c повреждением эндотелия сосудистой стенки являются двумя основными симптомами преэклампсии, последовательность событий можно представить себе следующим образом. Трофобласт осуществляет ряд клеточных функций, таких как иммунная, гормональная, эндотелиальная, и продуцирует различные вазоактивные субстанции. Повреждения трофобласта индуцируют нарушения маточно плацентарного кровообращения. Кроме того, клинические и экспериментальные исследования показывают, что при беременности изменяется активность NKА, и угнетение ?1 субъединицы этого фермента приводит к повышению внутриклеточного натрия, что потенцирует вазоспазм при преэклампсии [2, 50]. На роль эндогенного ингибитора NKА претендует МБГ [5]. В норме увеличение концентрации МБГ в сыворотке крови происходит уже в первом триместре беременности. Затем концентрация его в сыворотке непрерывно нарастает, и максимально высокие концентрации определяются в третьем триместре беременности [2]. В то же время уровень маринобуфагенина в сыворотке крови беременных с преэклампсией почти в три раза превышает показатели, определяемые при физиологическом течении беременности [50]. Примечательно, что основным источником продукции МБГ у беременных является плацента [2]. Основным типом клеток, регулирующим иммунологические взаимоотношения матери и плода, являются макрофаги. У человека наибольшее количество макрофагов обнаруживается в децидуальной и фиброзной ткани, окружающей плаценту. В 1989 г. J.S. Hunt et al. [38] высказали предположение, что макрофаги могут способствовать выживанию плода, секретируя иммуносупрессивные молекулы, которые способны уменьшать пролиферативный потенциал материнских лимфоцитов, включая те, которые могут взаимодействовать с тканями плода отцовского происхождения. У беременных женщин с преэклампсией дисбаланс в иммунной системе проявляется в усилении продукции Th1 цитокинов. Так, высокие цифры артериального давления у беременных с преэклампсией коррелировали со значительным повышением уровня рецептора IL2, растворимого рецептора TNFR55 и IL6, определяемых в плазме крови [61]. D. Darmochiwal Kolarz et al. [16] показали, что экспрессия внутриклеточных цитокинов IL2 и IFN? значительно выше у женщин с преэклампсией. Более того, в группе женщин с преэклампсией экспрессия рецептора IL2 была выше на СD8+ и CD4+Т лимфоцитах и NK клетках. В то же время экспрессия внутриклеточного IL10 оказалась значительно ниже, чем в контрольной группе. J. Heikkinen et al. [37] определяли уровень IL10 и IL12 в амниотической жидкости на сроке 16 недель беременности у пациенток, у которых впоследствии развились симптомы преэклампсии. Уровень IL10 и IL12 оказался достоверно ниже по сравнению с пациентками, у которых беременность протекала физиологически. Таким образом, из выше сказанного, по видимому, следует, что нарушенный Th1/Th2 цитокиновый баланс в трофобласте является первой ступенью в инициации преэклампсии. Второй стадией в развитии преэклампсии является ишемия плаценты. Локальная гипоксия оказывает существенное влияние на продукцию цитокинов в макрофагах фетоплацентарного комплекса. Было подтверждено, что TNF?, синтез которого усиливается в результате ишемизации плаценты, является источником активации эндотелия [37]. Биосинтез маринобуфагенина происходит как в коре надпочечников, так и в плаценте, и (как и биосинтез всех стероидов) осуществляется из одной материнской субстанции—холестерина. Регуляция синтеза ЭДФ осуществляется АКTГ [19]. Цитокины IL1, IL6 и IL2 стимулируют выброс АКТГ из аденогипофиза. Этот эффект опосредован стимуляцией выброса кортико тропинрелизинг фактора (КРФ) из гипоталамуса. Кроме того, указанные цитокины претендуют на роль тканевого КРФ и глюкокортико идиндуцирующего фактора одновременно. Более того, было показано, что влияние IL1 на выброс АКТГ является специфичным, т. к. IL1 не действует на уровень пролактина, фолликуло стимулирующего и лютеинизирующего гормонов [1]. Другая группа исследователей провела изучение механизма индукции синтеза АКТГ под воздействием IL1? и IL1? в культивируемых гипофизарных клетках. При нахождении IL1? и IL1? в культуральной среде в течение 24 часов происходит выброс АКТГ гипофизарными клетками. Представленные результаты указывают на значительную роль иммуномедиаторов в активации гипоталамогипофизарной системы, в результате чего образуются достаточно большие количества глюкокортикоидов [62]. КРФ, синтезируемый клетками трофобласта, дозо зависимо стимулирует секрецию АКТГ. На протяжении физиологически протекающей беременности определяется низкий уровень КРФ в плазме. Уровень КРФ повышается, начиная со второго триметра беременности, а максимально высокие концентрации определяются во время родов. При гипертонии беременных и преэклампсии концентрации КРФ в плазме крови возрастают, что, в свою очередь, приводит к активации гипоталамогипофизарно надпочечниковой системы как у матери, так и у плода, и сопровождается увеличением концентраций АКТГ и глюкокортикоидов в плазме [60]. Введение подопытным крысам адренокортикотропина в течение 8 дней вызывает гипертензию, причем данный эффект обусловлен появлением в плазме высоких концентраций МБГ [22]. Таким образом, нарушение цитокинового баланса, проявляющееся усилением продукции Th1 цитокинов и синтеза КРФ клетками трофобласта, стимулирует секрецию АКТГ и увеличение плазменных концентраций АКТГ и глюкокортикоидов. В свою очередь, глюкокортикоиды являются ингибиторами цитокинов и тем самым формируют регуляторную петлю обратной связи [19]. МБГ, являясь стероидом и выступая в роли фактора, вовлеченного в иммунные патогенетические механизмы, может вносить существенный вклад в патогенез преэклампсии, где дезадаптация иммунной системы играет ключевую роль. При физиологической беременности повышенная продукция МБГ, по видимому, имеет адаптивное значение. МБГ, как иммуносупрессор, вносит свой вклад в предотвращение иммунологического конфликта между материнским организмом и плодом. Дальнейшее повышение продукции МБГ имеет мальадаптивный характер и вызывает вазоконстрикцию. Наиболее убедительным доказательством роли МБГ в патогенезе преэклампсии являются данные о выраженном гипотензивном эффекте препарата DIGIBIND (аффинно очищенных антител к дигоксину, обладающих способностью связывать ЭДФ) у пациентов с преэклампсией [31, 50]. Связывание циркулирующего ЭДФ специфическими антителами признано перспективным направлением поиска методов лечения преэклампсии [59]. 5. Сахарный диабет Новым направлением в развитии исследований системы «ЭДФ—NKА» является сахарный диабет (СД). Молекулярные механизмы, вовлеченные в патогенез СД, включают в себя нарушения со стороны NKA [53]. Показано, что концентрация ЭДФ в плазме крови при СД [54, 65], а также при гестационном диабете (характеризующемся инсулин резистентностью) [33] существенно возрастает. Увеличение внутриклеточной концентрации кальция, являющееся следствием угнетения NKА, приводит к повышению инсулин резистентности тканей [21] и является фактором, контролирующим продукцию инсулина ? клетками поджелудочной железы [68]. Учитывая роль ЭДФ в патогенезе солечувствительной гипертензии, можно представить себе патогенетическую роль этих веществ при СД следующим образом. При СД I типа почечная ретенция натрия является следствием нефропатии. При СД II типа ретенция натрия усугубляется активирующим действием инсулина на NKА в почечных канальцах [17], что создает стимул для образования натрийуретического гормона, ЭДФ. Вызванное ЭДФ угнетение NKА, помимо вазоконстрикции и натрийуреза, способствует инсулин резистентности тканей, что усугубляет гиперинсулинемию.
Таким образом, при СД ЭДФ может быть важной составной частью порочного круга, лежащего в основе развития гипертензии и ремоделирования сердечно сосудистой системы. При СД II типа создаются особо неблагоприятные для опосредования NKA натрийуреза. При инсулин резистентном СД одним из факторов, опосредующих натрий урез путем угнетения NKA в почках, является лептин [63]. При СД II типа чувствительность рецепторов к лептину падает, а в плазме крови возрастает концентрация С пептида, вызывающего активацию натриевого насоса и способствующего антинатрий урезу [63]. Эти неблагоприятные для NKA условия для поддержания адекватного натрий уреза требуют повышенного образования МБГ. Повышение концентрации МБГ наряду с натрий урезом инициирует маль адаптивные процессы—угнетение NKA в сосудистой стенке и гипертрофическую клеточную сигнализацию. Таким образом, E. Martinka et al. сформулировали гипотезу об участии ЭДФ в патогенезе СД [53]. До недавнего времени природа ЭДФ, вовлеченного в патогенез, оставалась неизвестной. A.Y. Bagrov et al. [6, 7] сравнили экскрецию МБГ и ЭУ у крыс с экспериментальным СД I и II типа. При обеих формах заболевания, при отсутствии изменений со стороны ЭУ экскреция МБГ возрастала. Примечательно, что вопреки гипотезе E. Martinka et al. [54], при СД I типа экскреция МБГ увеличивалась в 4 раза, а при СД II типа лишь на 60 %. Это указывает на то, что ретенция натрия по видимому не является единственным стимулом для гиперпродукции МБГ при СД. Известно, что угнетение NKA сопровождается активацией глюкозо 6 фосфат дегидрогеназы, ключевого фермента пентозофосфатного цикла. Активация глюкозо 6 фосфат дегидрогеназы играет важную роль при гипергликемии, и при нарушении толерантности к глюкозе активность этого фермента снижается [57]. Таким образом, регуляция метаболизма глюкозы может занять место в списке физиологических функций ЭДФ.
2. Лопатин Д.Л. Роль эндогенного дигоксиноподобного фактора — маринобуфагенини, в патогенезе гестоза. — Дисс. . .. канд. мед. наук. — СПб, 2001.
3. Abramowitz J., Dai C., Hirschi K.K. et al. Ouabain! and marinobufagenin!in! duced proliferation of human umbilical vein smooth muscle cells and a rat vascular smooth muscle cell line, A7r5 // Circulation. — 2003. — Vol. 108. — P. 3048–3053.
4. Bagrov A.Y., Fedorova O.V., Austin Lane J.L. et al. Endogenous marinob! Ufagenin like immunoreactive factor and Na/K ATPase inhibition during voluntary hypoventilation // Hypertension. — 1995. — Vol. 26. — P. 781–788.
5. Bagrov A.Y., Fedorova O.V., Dmitrieva R.I. et al. Characterization of a urinary bufodienolide Na+, K+ATPase inhibitor in patients after acute myocardial in! farction // Hypertension. — 1998. — Vol. 31. — P. 1097–1103.
6. Bagrov A.Y., Manusova N.B., Egorova I.A. et al. Endogenous digitalis!like fac! tors are linked to sodium pump inhibition in diabetes mellitus // J. Am. Soc. Nephrol. — 2003. — Vol. 14, suppl. S. — P. 612A.
8. Beguin P., Wang X., Firsov D. et al. The gamma!subunit is a specific compo! nent of the Na/K ATPase and modulates its transport function // EMBO J. — 1997. — Vol. 1. — P. 4250–4260.
9. Ben Nun I., Shulmman A. Induction of artificial endometrial cycles with s.c. oestrogen imlants and injectable progesterone in vitro fertilisation treatment with donated oocytes: a preliminary report // Hum. Reprod. — 1997. — Vol. 12, № 10. — P. 2267–2270.
10. Bennett W.A., Lagoo Deenadayalan S., Whitworth N.S. et al. Firsttrimester hu! man chorionic villi express both immunoregulatory and inflammatory cytok! ines: a role for interleukin 10 in regulating the cytokine network of pregnan! cy // Am. J. Reprod. Immunol. — 1999. — Vol. 41, № 1. — P. 70–78.
11. Blanco G., Koster J.C., Sanchez G., Mercer R.W. Kinetic properties of the 21 and 22 isozymes of the Na/K!ATPase // Biochemistry. — 1995. — Vol. 34. — P. 319–325.
12. Blanco G., Mercer R.W. Isozymes of the Na/K ATPase: heterogeneity in struc! ture, diversity in finction // Am. J. Physiol. — 1998. — Vol. 275, № 44. — P. 633–650.
13. Blaustein M.P. Physiological effects of endogenous ouabain — control of intracellular Ca2+ stores and cell responsiveness // Am. J. Physiol. — 1993. — Vol. 264. — P. 1367–1387.
14. Buckalew V.M., Martinez F.J., Green W.E. The effect of dialysates and ultrafil! trates of plasma of salineloaded dogs on toad bladder sodium transport // J. Clin. Invest. — 1970. — Vol. 49. — P. 926–935.
15. Daniel D., Susal C., Kopp B. et al. Apoptosis!mediated selective killing of ma! lignant cells by cardiac steroids: maintenance of cytotoxicity and loss of car! diac activity of chemicaly modified derivatives // Int. Immunopharm. — 2003. — Vol. 3. — P. 1791–1801.
16. Darmochwal Kolarz D., Rolinski J., Leszczynska Goarzelak B., Oleszczuk J. The expression of intracellular cytokines in the lymphocytes of preeclamtic patients // Am. J. Reprod. Immunol. — 2002. — Vol. 48, № 6. — P. 381–386.
17. DeFronzo R.A. The effect of insulin on renal sodium metabolism. A review with clinical implications // Diabetologia. — 1981. — Vol. 21. — P. 165–171.
18. Delfert D.M., Valdes R. Impact of digoxin!like immunoreactive factors on digox! in measurements by immunoassays // J. Clin. Immunoassay. — 1985. — Vol. 8. — P. 157–164.
19. Dmitrieva R.I., Bagrov A.Y., Lalli E. et al. Mammalian bufodienolide is synthesized from cholesterol in the adrenal cortex by a pathway which is independent of cho! lesterol side!chain cleavage // Hypertension. — 2000. — Vol. 36. — P. 442–448.
20. Dmitrieva R.I., Doris P.A. Ouabain is a potent promoter of growth and activator of ERK1/2 in ouabain resistant rat renal epithelial cells // J. Biol. Chem. — 2003. — Vol. 278. — P. 28160–2816.
21. Draznin B. Cytosolic calcium and insulin resistance // Am. J. Kidney Dis. — 1993. — Vol. 21, № 6, suppl. 3. — P. 32–38.
22. Fedorova O.V., Anderson D.E., Bagrov A.Y. Endogenous digitalis!like factors and Na,K ATPase inhibition in ACTH hypertension in rats // Am. J. Hyper! tens. — 1998. — Vol. 11. — P. 796–802.
23. Fedorova O.V., Bagrov A.Y. Inhibition of Na/K ATPase from rat aorta by two endogenous Na/K pump inhibitors, ouabain and marinobufagenin. Evidence of interaction with different a subinit isoforms // Am. J. Hypertens. — 1997. — Vol. 10. — P. 929–935.
24. Fedorova O.V., Lakatta E.G., Bagrov A.Y. Differential effects of acute NaCl loading on endogenous ouabain!like and marinobufagenin!like ligands of the sodium pump in Dahl hypertensive rats // Circulation. — 2000. — Vol. 102. — P. 3009–3014.
25. Fedorova O.V., Kolodkin N.I., Agalakova N.I. et al. Marinobufagenin, and endogenous a1 sodium pump ligand, in hypertensive Dahl salt sensitive rats // Hypertension. — 2001. — Vol. 37, pt. 2. — P. 462–466.
26. Ferrandi M., Minotti E., Salardi S. et al. Ouabain!like factor in Milan hypertensive rats // Am. J. Physiol. — 1992. — Vol. 263. — P. 739–748.
27. Ferrandi M., Molinari I., Barassi P. et al. Organ hypertrophic signaling within caveolae membrane subdomains triggered by ouabain and antagonized by PST 2238 // J. Biol. Chem. — 2004. — Vol. 6, № 279. — P. 33306–33314.
28. Flier J.S., Edwards M.W., Daly J.W., Myers C.W. Widespread occurrence in frogs and toads of skin compounds interacting with the ouabain site of Na+/K+ ATPase // Science. — 1989. — Vol. 208. — P. 503–505.
29. Forbush B., Kaplan J.H., Hoffman J.F. Characterization of a new photoaffinity de! rivative of ouabain: labeling of the large polypeptide and of a proteolipid component of the Na/K ATPase // Biochemistry. — 1978. — Vol. 17. — P. 3667–3676.
30. Gonick H.C., Dring Y., Vaziri N.D. et al. Simultaneous measurement of marinobufegenin, oubain and hypertension associated protein in various disease state // Clin. Exp. Hypertens. — 1998. — Vol. 20. — P. 617–627.
31. Goodlin R.C. Antidigoxin antibodies in eclampsia // New Engl. J. Med. — 1988. — Vol. 318. — P. 518–519.
32. Goto A., Yamada K., Ishii M., Sugimoto S., Yoshioka M. Immunoreactivity of endogenous digitalis!like factors // Biochem. Pharmacol. — 1991. — Vol. 41. — P. 1261–1263.
33. Graves S.W., Lincoln K., Cook S.L., Seely E.W. Digitalis like factor and digoxin! like immunoreactive factor in diabetic women with preeclampsia, transient hypertension of pregnancy, and normotensive pregnancy // Am. J. Hypertens. — 1995. — Vol. 8. — P. 5–11.
34. Graves S.W., Markides K.E, Hollenberg N.K. Application of supercritical fluid chromatography to characterize a labile digitalis!like factor // Hypertension. — 2000. — Vol. 26. — P. 1059–1064.
35. Gruber K.A., Whitaker J.M, Buckalew V.M. Endogenous digitalislike substance in plasma of volume expanded dogs // Nature. — 1980. — Vol. 287. — P. 743–745.
36. Hamlyn J.M., Manunta P. Ouabain, digitalis like factors and hypertension // J. Hypertens. — 1992. — Vol. 10, suppl. 7. — S99–S111.
37. Heikkinen J. et al. Cytokine levels in midtrimester amniotic fluid in normal pregnancy and in the prediction of preeclampsia // Scand. J. Immunol. — 2001. — Vol. 53. — P. 310–314.
38. Hunt J.S. Cytokine networks in the uteroplacental unit: macrophages as pivotal regulatory cells // J. Immunol. — 1989. — Vol. 16, № 1. — P. 1–17.
39. Hundal H.S., Marette A., Mitsumoto Y. et al. Insulin induces translocation of the alpha 2 and beta 1 subunits of the Na, K ATPase from intracellular compartments to the plasma membrane in mammalian skeletal muscle // J. Biol. Chem. — 1992 — Vol. 267. — P. 5040–5043.
40. Kieval R.S., Butler V.P., Derguini F. et al. Cellular electrophysiologic effects of vertebrate digitalis!like substances // J. Amer. Coll. Cardiol. — 1988. — Vol. 11. — P. 637–643.
41. Komiyama Y., Dong X.H., Nishimura N. et al. A novel endogenous digitalis, te! locinobufagin, exhibits elevated plasma levels in patients with terminal renal failure // Clin. Biochem. — 2005. — Vol. 38. — P. 36–45.
42. Kurosawa M., Tani Y., Nishimura S. et al. Distinct PKC isozymes regulate bufalin induced differentiation and apoptosis in human monocytic cells // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. — 2001. — Vol. 280. — P. 459–464.
43.Lambert G., Balzan S., Paci A. et al. Inhibition of rat Na+/K+ATPase isoforms by endogenous digitalis extracts from neonatal human plasma // Clin. Exp. Hy! pertens. — 1998. — Vol. 20. — P. 669–674.
44. Lichtstein D., Gati I., Babila T. et al. Effect of salt acclimation on digitalislike compounds in the toad // Biochim. Biophys. Acta. — 1991. — Vol. 1073. — P. 65–68.
45.Lichtstein D., Gati I., Samuelov S. et al. Identification of digitalis!like compounds in human cataractous lenses // Eur. J. Biochem. — 1993. — Vol. 216. — P. 261–268.
46.Lingrel J.B., Kuntzweiler T. Na+ ,K+ !ATPase // J. Biol. Chem. — 1994. — Vol. 269. — P. 19659–19662. 47. Lingrel J.B., Orlowski J., Shull M.M., Price E.M. Molecular genetics of Na,K!AT! Pase // Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. — 1990. — Vol. 38. — P. 37–89.
48.Liu J., Kesiry R., Periyasamy S.M. et al. Ouabain induces endocytosis of plasmalemmal Na/K!ATPase in LLC PK1 cells by a clathrin!dependent mecha! nism // Kidney Int. — 2004. — Vol. 66. — P. 227–241.
49. Liu J., Tian J., Haas M. et al. Ouabain interaction with cardiac Na/K ATPase initiates signal cascades independent of changes in intracellular Na+ and Ca2+ concentrations // J. Biol. Chem. — 2000. — Vol. 275. — P. 27838–27844.
50. Lopatin D.A., Ailamazian E.K., Dmitrieva R.I. et al. Circulating bufodienolide and cardenolide sodium pump inhibitors in preeclampsia // J. Hypertension. — 1999. — Vol. 17. — P. 1179–1187.
51. Lyell D.J., Lambert!Messerlian G.M., Giudice L.C. Prenatal screening, epidemiol! ogy, diagnosis and managamant of preeclampsia // Clin. Lab. Med. — 2003. — Vol. 23, № 2. — P. 413–442.
52. Lytton J. The catalytic subunits of the (Na+, K+)!ATPase and (+) isozymes are the products of different genes // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 1985. — Vol. 132. — P. 764–769.
53. Martinka E., Galajada P., Ochodnicky M. et al. Endogenous digoxin like immunoactivity and diabetes mellitus: facts and hypotheses // Med. Hypotheses. — 1997. — Vol. 49. — P. 271–275. 54. Martinka E., Ocenasova A., Kamenistiakova L. et al. Endogenous digoxin!like immunoactivity in subjects with diabetes mellitus and hypertension // Am. J. Hypertens. — 1998. — Vol. 11. — P. 667–676.
55.Mercer R.W. Structure of the Na, K!ATPase // Int. Rev. Cytol. — 1993. — Vol. 137. — P. 139–168.
56. McGowan M.H., Russell P., Carper D.A. Na+, K+ ATPase inhibitors down reglate gene expression of the intracellular signaling protein 14!3!3 in rat lens // J. Pharmacol. Exp. Ther. — 1999. — Vol. 289. — P. 1559–1563.
57. Monte Alegre S., Saad S.T., Delatre E., Saad M.J. Insulin secretion in patients deficient in glucose 6 phosphate dehydrogenase // Horm. Metab. Res. — 1991. — Vol. 23. — P. 171–173.
58. Numazawa S., Honma Y., Yamamoto T. et al. A cardiotonic steroid bufalin like factor in human plasma induces leukemia cell differentiation // Leuk. Res. — 1995. — Vol. 19. — P. 945–953.
59. Page N.M. Therapeutic patents for the treatment of preclampsia // Exper. Opin. Ther. Patents. — 2004. — Vol. 14. — P. 1579–1591.
60. Reis F.M. Putative role of placental corticotropin releasing factor in the mechanisms of human parturition // J. Soc. Gynecol. Investig. — 1999. — Vol. 6, № 3. — P. 109–119.
61.Rein D.T., Schondorf T., Gohring U.J. et al. Cytokine expression in peripheral blood lymphocytes indicates a swich to T helper cells in patients with preeclampsia // J. Reprod. Immunol. — 2002. — Vol. 54, № 1–2. — P. 133–142.
62. Rotwell N.J. The endocrine significance of cytokines // J. Endocrinol. — 1991. — Vol. 128. — P. 171–173.
63. Sweeney G., Klip A. Mechanisms and consequences of Na+, K+pump regulation by insulin and leptin // Cell. Mol. Biol. (Noisy legrand). — 2001. — Vol. 47, № 2. — P. 363–372.
64. Terness P., Navolan D., Dufter C. et al. The T cell suppressive effect of bufadi! enolides: structural requirements for their immunoregulatory activity // Int. Immunopharmacol. — 2001. — Vol. 1. — P. 119–134.
65. Wasada T., Kuroki H., Naruse M. et al. Insulin resistance is associated with high plasma ouabain like immunoreactivity concentration in NIDDM // Diabetologia. — 1995. — Vol. 38. — P. 792–797.
66.Watabe M., Masuda Y., Nakajo S. et al. The cooperative interaction of two different signaling pathways in response to bufalin induces apoptosis in human leukemia U937 cells // J. Biol. Chem. — 1996. — Vol. 271. — P. 14067–14072.
67. Weideman H., Salomon N., Avnit!Sagi T. Diverse effect of stress and additional adrenocortic hormone on digitalis!like compounds in normal and nude mice // J. Neuroendocrinol. — 2004. — Vol. 16. — P. 458–463.
68. Xia M., Laychock S.G. Insulin secretion, myo!inositol transport, and Na(+)!K(+) ATPase in glucose!desensitized rat islets // Diabetes. — 1993. — Vol. 42. — P. 1392–1400.
69.Zahler R., Brines M., Kashgarian M. et al. The cardiac conduction system in the rat expresses the alpha 2 and alpha 3 isoforms of the Na+, K+!AT! Pase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1992. — Vol. 89. — P. 99–103.
70. Zhang L.S., Nakaya K., Yoshida T., Kuroiwa Y. Bufalin as a potent inducer of differentiation of human myeloid leukemia cells // Biochem. Biophys. Research Comm. — 1991. — Vol. 178. — P. 686–693.
Endogenous digitalislike inhibitors of Na/K+ATPase, a new class of hormones with broad spectrum of effects N.I. Tapilskaya2 , I.A. Egorova1 , A.Y. Bagrov1 1 I.M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Science, St. Petersburg; 2 St. Petersburg State Pediatric Medical Academy
Cardiac glycosides are commonly used in the treatment of congestive heart failure for centuries. Sub stantial evidence accumulated during last four decades indicates the existence of endogenous analogs of digitalis, i.e. digoxin like factors (DLFs). DLFs act as physiological regulators of a key membrane enzyme, Na/K+ATPase, and participate in the mechanisms of cardiac contractility and vascular tone control, and renal sodium excretion. DLFs play an important role in the pathogenesis of NaCl+sensitive forms of hypertension and preeclampsia. More recently, data in favour of the novel roles for DLFs had emerged whose include regulation of tissue growth, immunity and apoptosis.(Cytokines and Inflammation. 2006. Vol. 5, № 3. P. 3–9.)