Влияние глюкозы на транспорт воды в клетках перитонеального мезотелия крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Глюкоза широко применяется в качестве осмотического агента при изготовлении растворов для перитонеального диализа. Целью данной работы было изучение влияния глюкозы на экспрессию водного канала аквапорина-1 (AQP1) и транскрипционного фактора TonEBP, а также на водную проницаемость плазматической мембраны клеток первичной культуры мезотелия брыжейки крыс линии Вистар. В работе использовали метод флуоресцентной микроскопии с внутриклеточным красителем кальцеином. Содержание мРНК оценивали методом ОТ-ПЦР в реальном времени. Предварительная инкубация клеток в среде DMEM, содержащей глюкозу (2.3%, 24 ч, 37°C, 5% CO2), приводила к снижению экспрессии генов aqp1 в среднем на 60% (контроль 0.87 ± 0.18; глюкоза 0.34 ± 0.12, n = 9, р < 0.05) и tonebp на 20% (контроль 0.37 ± 0.024; глюкоза 0.30 ± 0.01, n = 9, р < 0.05). Обнаружено также снижение проницаемости плазматической мембраны клеток перитонеального мезотелия для воды после суточной предварительной инкубации с глюкозой в среднем на 40% (контроль 7.3Е–3 ± 1.3Е–3 (см/с) (n = 27), глюкоза 4.3Е–3 ± 3.8Е–4 (см/с) (n = 57), p < 0.01). Результаты исследования свидетельствуют о том, что глюкоза может оказывать ингибирующий эффект на транспортные процессы в клетках мезотелия брюшины, что при многократных воздействиях может приводить к структурным и функциональным нарушениям перитонеальной мембраны.

Об авторах

Г. С. Батурина

Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: baturina@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Россия, Новосибирск

Л. Е. Каткова

Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук

Email: baturina@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Е. И. Соленов

Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет; Новосибирский государственный технический университет

Email: baturina@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Россия, Новосибирск; Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Yung S, Chan TM (2012) Pathophysiological changes to the peritoneal membrane during PD-related peritonitis: the role of mesothelial cells. Mediat Inflamm 2012: 484167. https://doi.org/10.1155/2012/484167
  2. Yáñez-Mó M, Lara-Pezzi E, Selgas R, Ramírez-Huesca M, Domínguez-Jiménez BS, Jiménez-Heffernan JA, Aguilera A, Sánchez-Tomero JA, Bajo MA, Álvarez V, Castro MA, del Peso G, Cirujeda A Gamallo CC, Sánchez-Madrid F, López-Cabrera M (2003) Peritoneal dialysis and epithelial-to-mesenchymal transition of mesothelial cells. N Engl J Med 348: 403–413. https://doi.org/10.1056/NEJMoa020809
  3. Davies SJ, Bryan J, Phillips L, Russell GI (1996) Longitudinal changes in peritoneal kinetics: the effects of peritoneal dialysis and peritonitis. Nephrol Dial Transplant 11: 498–506.
  4. Davies SJ, Phillips L, Naish PF, Russell GI (2001) Peritoneal glucose exposure and changes in membrane solute transport with time on peritoneal dialysis. J Am Soc Nephrol 12: 1046–1051. https://doi.org/10.1681/ASN.V1251046
  5. Williams JD, Craig KJ, Topley N, Von Ruhland C, Fallon M, Newman GR, Mackenzie RK, Williams GT (2002) Morphologic changes in the peritoneal membrane of patients with renal disease. J Am Soc Nephrol 13: 470–479. https://doi.org/10.1681/ASN.V132470
  6. Schmitt CP, Bakkaloglu SA, Klaus G, Schröder C, Fischbach M (2011) Solutions for peritoneal dialysis in children: recommendations by the European Pediatric Dialysis Working Group. Pediatr Nephrol 26: 1137–1147. https://doi.org/10.1007/s00467-011-1863-4
  7. Ha H, Lee HB (2000) Effect of high glucose on peritoneal mesothelial cell biology. Peritoneal Dialysis Int 20 (Suppl 2): S15–S18. https://doi.org/10.1177/089686080002002S04
  8. Perl J, Nessim SJ, Bargman JM (2011) The biocompatibility of neutral pH, low-GDP peritoneal dialysis solutions: benefit at bench, bedside, or both? Kidney Int 79: 814–824. https://doi.org/10.1038/ki.2010.515
  9. Htay H, Johnson DW, Wiggins KJ, Badve SV, Craig JC, Strippoli G, Cho Y (2018) Biocompatible dialysis fluids for peritoneal dialysis. Meta-Analysis Cochrane Database Syst Rev 10: CD007554. https://doi.org/10.1002/14651858.CD007554.pub3
  10. Thorens B, Mueckler M (2010) Glucose transporters in the 21st Century. Am J Physiol Endocrinol Metab 298: E141–E145. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00712.2009
  11. Kumar R, DuMond JF, Khan SH, Thompson EB, He Y, Burg MB, Ferraris JD (2020) NFAT5, which protects against hypertonicity, is activated by that stress via structuring of its intrinsically disordered domain. Proc Natl Acad Sci U S A 117: 20292–20297. https://doi.org/10.1073/pnas.1911680117
  12. Lai KN, Li FK, Lan HY, Tang S, Tsang AWL (2001) Expression of aquaporin-1 in human peritoneal mesothelial cells and its upregulation by glucose in vitro. JASN 12: 1036–1045. https://doi.org/10.1681/ASN.V1251036
  13. Baturina GS, Katkova LE, Schmitt CP, Solenov EI, Zarogiannis SG (2021) Comparison of Isotonic Activation of Cell Volume Regulation in Rat Peritoneal Mesothelial Cells and in Kidney Outer Medullary Collecting Duct Principal Cells. Biomolecules 11: 1452. https://doi.org/10.3390/biom11101452
  14. Ivanova LN, Babina AV, Baturina GS, Katkova LE (2013) Effect of vasopressin on the expression of genes for key enzymes of hyaluronan turn over in Wistar Albino Glaxo and Brattleboro rat kidneys. Exp Physiol 98: 1608–1619. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2013.073163
  15. Yu D, Thelin WR, Randell SH, Boucher RC (2012) Expression profiles of aquaporins in rat conjunctiva, cornea, lacrimal gland and Meibomian gland. Exp Eye Res 103: 22. https://doi.org/10.1016/j.exer.2012.07.005
  16. Solenov E, Watanabe H, Manley GT, Verkman AS (2004) Sevenfold-reduced osmotic water permeability in primary astrocyte cultures from AQP-4-deficient mice, measured by a fluorescence quenching method. Am J Physiol Cell Physiol 286: 426–432. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00298.2003
  17. Zarogiannis SG, Ilyaskin AV, Baturina GS, Katkova LE, Medvedev DA, Karpov DI, AP, Ershov, Solenov EI ((2013) Regulatory volume decrease of rat kidney principal cells after successive hypo-osmotic shocks. Math Biosci 2: 176–187. https://doi.org/10.1016/j.mbs.2013.05.007
  18. Schaefer B, Bartosova M, Macher-Goeppinger, Ujszaszi A, Wallwiener M, Nyarangi-Dix J, Sallay P, Burkhardt D, Querfeld U, Pfeifle V (2016) Quantitative Histomorphometry of the Healthy Peritoneum. Nat Publ Gr 6: 21344. https://doi.org/10.1038/srep21344
  19. Schaefer B, Bartosova M, Macher-Goeppinger S, Sallay P, Vörös P, Ranchin B, Vondrak K, Ariceta G, Zaloszyc A, Bayazit AK (2018) Neutral pH and low-glucose degradation product dialysis fluids induce major early alterations of the peritoneal membrane in children on peritoneal dialysis. Kidney Int 94: 419–429. https://doi.org/10.1016/j.kint.2018.02.022
  20. Schmitt CP, Nau B, Gemulla G, Bonzel KE, Hölttä T, Testa S, Fischbach M, John U, Kemper MJ, Sander A et al. (2013) Article Effect of the Dialysis Fluid Buffer on Peritoneal Membrane Function in Children. Clin J Am Soc Nephrol 8: 108–115. https://doi.org/10.2215/CJN.00690112
  21. Blake PG (2018) Is the peritoneal dialysis biocompatibility hypothesis dead? Kidney Int 94: 246–248. https://doi.org/10.1016/j.kint.2018.04.014
  22. Wautier JL, Schmidt AM (2004) Protein glycation: a firm link to endothelial cell dysfunction. Circ Res 95: 233–238. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000137876.28454.64
  23. Tian W, Cohen DM (2001) Urea inhibits hypertonicity-inducible TonEBP expression and action. Am J Physiol Renal Physiol 280: F904–F912. https://doi.org/10.1152/ajprenal.2001.280.5.F904
  24. Devuyst O, Nielsen S, Cosyns JP, Smith BL, Agre P, Squifflet JP, Pouthier D, Goffin E. (1998) Aquaporin-1 and endothelial nitric oxide synthase expression in capillary endothelia of human peritoneum. Am J Physiol 275: H234–H242. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1998.275.1.H234
  25. Corciulo S, Nicoletti MC, Mastrofrancesco L, Milano S, Mastrodonato M, Carmosino M, Gerbino A, Corciulo R, Russo R, Svelto M, Gesualdo L, Procino G (2019) AQP1-Containing Exosomes in Peritoneal Dialysis Effluent As Biomarker of Dialysis Efficiency. Cells 8: 330. https://doi.org/10.3390/cells8040330
  26. Yang B, Folkesson HG, Yang J, Matthay MA, Ma T, Verkman AS (1999) Reduced osmotic water permeability of the peritoneal barrier in aquaporin-1 knockout mice. Am J Physiol 276: C76–C81. https://doi.org/10.1152/ajpcell.1999.276.1.C76

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (117KB)
Метаданные
3.

Скачать (179KB)
Метаданные

© Г.С. Батурина, Л.Е. Каткова, Е.И. Соленов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах