Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Молекулярная медицина1728-29182499-9490Russkiy Vrach Publishing House11380910.29296/24999490-2022-05-05ArticlesСтатьиResearch ArticleEffectiveness of α1A-adrenoreceptor antagonist in the passage of middle stones from the ureter: the role of receptors coupled with G-proteinЭффективность блокатора α1А-адренорецептора при элиминации средних конкрементов из мочеточника: роль рецепторов, связанных с G-белкомBarinovEduard FedorovichБариновЭдуард Федорович

Head of the department the Histology, Cytology and Embryology; Doctor of medical sciences, Professor.

заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии; Доктор медицинских наук, профессор.

barinov.ef@gmail.comMalininYurij Yur’evichМалининЮрий Юрьевич

Cand. Med. Sci. Head at the Department of Urology; Candidate of Medical Sciences

заведующий кафедрой урологии; Кандидат медицинских наук.

jora2@list.ruGrigoryanHachen VladimirovichГригорянХачен Владимирович

assistant at the Department of Urology; Candidate of Medical Sciences

ассистент кафедры урологии; Кандидат медицинских наук

khachengrigoryan@gmail.comState educational organization of higher professional education «M. Gorky Donetsk National Medical University»ГОО ВПО «Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького»15052022205VOL 20, NO5 (2022)ТОМ 20, №5 (2022)344118112022Copyright ©; 2022, Russkiy Vrach Publishing HouseCopyright ©; 2022, ИД "Русский врач"2022Russkiy Vrach Publishing HouseИД "Русский врач"https://journals.eco-vector.com/1728-2918/article/view/113809

The study aims to analyze the dependence of an α1A-adrenoreceptor antagonist effectiveness on G-protein-coupled receptors (GPCRs) intracellular signaling in the passage of medium-sized calculi from the ureter. Material and methods. The study was prospective and included 30 patients divided into two groups: with effective (Group 1) and ineffective (Group 2) passage of stones 11-13 mm in size during 9 days of standard lithokinetic therapy (LCT), including an α1A-adrenergic receptor antagonist (α1A-A). The following antogonists were used: ATP, ADP, adenosine, epinephrine, angiotensin-2 (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Germany). Platelet aggregation was assessed by the turbidimetric method on a ChronoLog analyzer (USA). Results. Before the study started, the reactivity of receptors coupled with Gi-, Gq-proteins was revealed, as their signaling can cause a disturbance of medium-sized calculi movement in the ureter. After 7-9 days of LCT, the passage of calculi occurred with the normoreactivity of the purine P2X1 receptor and P2Y receptors, hyperreactivity of the α2-adrenoreceptor and A2A receptor, and desensitization of the AT1 receptor and TXA2 receptor. With ineffective passage after 7-9 days of LCT, there was hyperreactivity of receptors coupled to Gi-protein (α2-adrenoreceptor), Gq-protein (P2Y receptors, AT1 receptor and TxA2 receptor), as well as the receptor, which is a ligand-dependent. Excessive stimulation of the Gq protein-coupled receptor system can neutralize the effect of an α1A-adrenergic receptor antagonist administration by reproducing “crosstalk” of intracellular signaling resulting in the maintenance of an excess level of intracellular Ca2+. Hyporeactivity of the A2A receptor ruled out the possibility of achieving the required level of relaxation of smooth muscle tissue in the ureter. Conclusion. An in vitro analysis of intracellular signaling that regulates the entry of Ca2+ ions into the cell upon activation of the GPCR system and the passage of excess Ca2+ (adenosinergic system) makes it possible to clarify the mechanisms that maintain the balance of relaxation and contraction of SCMs during the movement of medium-sized calculi.

Цель исследования - анализ зависимости эффективности назначения блокатора α1А-адренорецептора от внутриклеточной сигнализации рецепторов, сопряженных с G-белками (G-protein-coupled receptors, GPCRs) при элиминации из мочеточника конкрементов средних размеров. Материал и методы. Исследование носило проспективный характер и включало 30 пациентов с эффективной (1-я группа) и неэффективной (2-я группа) элиминацией конкрементов размерами 11-13 мм при стандартной литокинетической терапии (ЛКТ), включающей блокатор α1А-адренорецецептора (α1А-АБ). Анализ функциональной активности рецепторов, участвующих в регуляции перистальтики мочеточника, выполнили in vitro на суспензии тромбоцитов. Использовали агонисты АТФ, АДФ, аденозин, эпинефрин, ангиотензин-2 (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Германия). Оценку агрегации тромбоцитов проводили турбидиметрическим методом на анализаторе ChronoLog (США). Результаты. До начала ЛКТ выявлена реактивность рецепторов, сигнальные пути которых могут модулировать нарушение траффика конкрементов средних размеров в мочеточнике. Через 7-9 сут ЛКТ элиминация конкрементов происходила на фоне нормореактивности пуриновых Р2Х1-рецептора и Р2Y-рецепторов, гиперреактивности α2-адренорецептора и А2А-рецептора и десенситизации АТ1-рецептора и ТХА2-рецептора. При неэффективной элиминации через 7-9 сут ЛКТ имела место гиперреактивность рецепторов, сопряженных с Gi-белком (α2-адренорецептор), Gq-белком (Р2Y-рецепторы, АТ-рецептор и ТхА2-рецептор), а также рецептора, являющегося лиганд-зависимым Са2+-каналом (Р2Х1-рецептор). Чрезмерная стимуляция системы рецепторов, связанных с Gq-белком, может нивелировать эффект введения блокатора α1А-адренорецептора, поскольку воспроизводятся «перекрестные помехи» внутриклеточной сигнализации, следствием чего является сохранение избыточного уровня внутриклеточного Са2+. Гипореактивность А2А-рецептора исключала возможность достижения необходимого уровня релаксации гладкой мышечной ткани в стенке мочеточника. Заключение. Анализ in vitro внутриклеточной сигнализации, регулирующей поступление ионов Са2+ в клетку при активации системы GPCR и удаление избытка Са2+ (аденозинергическая система), позволяет уточнить механизмы, поддерживающие баланс процессов релаксации и сокращения ГМК при траффике конкрементов.

nephrolithiasislithokinetic therapymedium calculus trafficG protein-coupled receptors (GPCR system)intracellular signaling pathwaysнефролитиазлитокинетическая терапиятраффик средних конкрементоврецепторысвязанные с G-белком (система GPCR)внутриклеточные сигнальные путиFry C.H., McCloskey K.D. Purinergic signalling in the urinary bladder - When function becomes dysfunction. Auton Neurosci. 2021; 235: 102852. DOI: 10.1016/j.autneu.2021.102852.Patel J., Chuaiphichai S., Douglas G., Gorvin C.M., Channon K.M. Vascular wall regulator of G-protein signalling-1 (RGS-1) is required for angiotensin II-mediated blood pressure control. Vascul Pharmacol. 2018; 108: 15-22. DOI: 10.1016/j.vph.2018.04.002.Kostenis E., Pfeil E.M., Annala S. Heterotrimeric Gq proteins as therapeutic targets? J. Biol. Chem. 2020; 295 (16): 5206-15. DOI: 10.1074/jbc.REV119.007061.Woszczek G., Fuerst E., Maguire T.J.A. FLIPR Calcium Mobilization Assays in GPCR Drug Discovery Methods Mol. Biol. 2021; 2268: 193-205. DOI: 10.1007/978-1-0716-1221-7_13.Wang J., Gareri C., Rockman H.A. G-Protein-Coupled Receptors in Heart Disease. Circ Res. 2018; 123 (6): 716-35. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.118.311403.Mohamed R., Janke R., Guo W, Cao Y, Zhou Y, Zheng W, Babaahmadi-Rezaei H., Xu S., Kamato D., Little PJ. GPCR transactivation signalling in vascular smooth muscle cells: role of NADPH oxidases and reactive oxygen species Vasc Biol. 2019; 1 (1): 1-11. DOI: 10.1530/VB-18-0004.Micucci M., Chiarini A., Budriesi R. Neutral/ negative a1-AR antagonists and calcium channel blockers at comparison in functional tests on guineapig smooth muscle and myocardium. Pharmacol Rep. 2019; 71 (1): 128-32. DOI: 10.1016/j.pharep.2018.10.007.Lee S.Y, Lee M.Y, Park S.H. et al. NS-398 (a selective cyclooxygenase-2 inhibitor) decreases agonist-induced contraction of the human ureter via calcium channel inhibition. J. Endourol. 2010; 24 (11): 1863-8. DOI: 10.1089/end.2009.0461.Gopalakrishnan S.M., Buckner S.A., Milicic I., Groebe D.R., Whiteaker K.L., Burns D.J., Warrior U., Gopalakrishnan M. Functional characterization of adenosine receptors and coupling to ATP-sensitive K+ channels in Guinea pig urinary bladder smooth muscle. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2002; 300 (3): 910-7. DOI: 10.1124/jpet.300.3.910.Parker B.M., Wertz S.L., Pollard C.M., Desimine V.L., Maning J., McCrink K.A., Lymperopoulos A. Novel Insights into the Crosstalk between Mineralocorticoid Receptor and G ProteinCoupled Receptors in Heart Adverse Remodeling and Disease.Int J. Mol. Sci. 2018;19 (12): 3764. DOI: 10.3390/ijms19123764.Harrison P., Mackie I., Mumford A. British. Guidelines for the laboratory investigation of heritable disorders of platelet function. Brit J. of Haematology 2011; 155 (1): 30-44. DOI: 10.1111/j.1365-2141.2011.08793.xSavio L.E.B., Leite-Aguiar R., Alves V,S., Coutinho-Silva R., Wyse A.T.S. Purinergic signaling in the modulation of redox biology Redox Biol. 2021; 47: 102137. DOI: 10.1016/j.redox.2021.102137.Sharma P., Yadav S.K., Shah S.D., Javed E., Lim J.M., Pan S., Nayak A.P., Panettieri R.A.Jr., Penn R.B., Kambayashi T., Deshpande D.A. Diacylglycerol Kinase Inhibition Reduces Airway Contraction by Negative Feedback Regulation of Gq-Signaling. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2021; 65 (6): 658-71. DOI: 10.1165/rcmb.2021-0106OC.Matthey M., Roberts R., Seidinger A., Simon A., Schröder R., Kuschak M., Annala S., König G.M., Müller C.E., Hall I.P., Kostenis E., Fleischmann B.K., Wenzel D. Targeted inhibition of Gq signaling induces airway relaxation in mouse models of asthma. Sci Transl Med. 2017; 9 (407): eaag2288. DOI: 10.1126/scitranslmed.aag2288.Yadav S.K., Sharma P, Shah S.D., Panettieri R.A., Kambayashi T., Penn R.B., Deshpande D.A. Autocrine regulation of airway smooth muscle contraction by diacylglycerol kinase. J. Cell Physiol. 2022; 237 (1): 603-16. DOI: 10.1002/jcp.30528.Meinel S., Gekle M., Grossmann C. Mineralocorticoid receptor signaling: crosstalk with membrane receptors and other modulators. Steroids. 2014; 91: 3-10. DOI: 10.1016/j.steroids.2014.05.017.Shi Q., Li M., Mika D., Fu Q., Kim S., Phan J., Shen A., Vandecasteele G., Xiang Y.K. Heterologous desensitization of cardiac ß-adrenergic signal via hormone-induced ßAR/arrestin/PDE4 complexes. Cardiovasc Res. 2017; 113 (6): 656-70. DOI: 10.1093/cvr/cvx036.Kim D., Tokmakova A., Woo J.A., An S.S., Goddard W.A., Liggett S.B. Selective Signal Capture from Multidimensional GPCR Outputs with Biased Agonists: Progress Towards Novel Drug Development. Mol Diagn Ther 2022. DOI: 10.1007/s40291-022-00592-4. Online ahead of print.