Signal transduction of inefficient elimation of small stones from the middle third of the ureter

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Aim of the study was to evaluate the activity of receptors that control contraction (α2-adrenergic receptor, purine P2X1 and P2Yreceptors, angiotensin AT1 receptor, TxA2 receptor) and relaxation of smooth myocytes (adenosine A2 receptor) during standard lithokinetic therapy (LCT) in patients with localization of small (<6mm) stones in the middle third of the ureter. Material and methods. The study was prospective and included 17 patients with ineffective elimination of small stones during 9 days of standard LCT. Analysis of the receptors activity that modulate ureteral motility was performed in vitro on a platelet suspension. The following agonists 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. At the stage of hospitalization of patients (before the start of LCT), hyperreactivity of the angiotensin ATt receptor, purine P2Xj and P2Yreceptors, α2-adrenergic receptor, TxA2 receptor and adenosine A2 receptor was revealed. This reflects the presence of signal transduction in nephrolithiasis, which is capable of modulating the contraction and relaxation of smooth muscle tissue of the ureter. After 3 days of LCT, intracellular signaling is characterized by hyperreactivity of the ATt receptor and normoreactivity of the a2 adrenoreceptor, P2Xj receptor, and P2Yreceptors; The revealed relationship of the AT1 receptor with the α2-adrenergic receptor and P2Xt receptors does not provide an increase in ureteral motility. After 6 days of LCT, insufficient contractile activity of the muscular layer may be associated with limited activation of the α2-adrenergic receptor, as well as a weak interaction of the ATt receptor with purine P2X1 and P2Y receptors. After 9 days of LCT, the violation of the traffic of small stones in the ureter is associated with desensitization of the α2-adrenoreceptor and P2X1 receptor, as well as hyperreactivity and interaction of the AT1 receptor and P2Y receptors. Conclusion. The variability of intracellular signaling in case of ineffective elimination of small calculi from the middle third ureter is determined by the influence of nephrolithiasis pathogenesis factors and the low specificity of LCT in relation to the processes of contraction and relaxation of smooth muscle tissue.

About the authors

Eduard Fedorovich Barinov

State educational organization of higher professional education «M. Gorky Donetsk National Medical University»

Email: barinov.ef@gmail.com

Head of the department the Histology, Cytology and Embryology

Donetsk People's Republic

Khachen Vladimirovich Grigoryan

State educational organization of higher professional education «M. Gorky Donetsk National Medical University»

Email: khachengrigoryan@gmail.com

assistant at the Department

Donetsk People's Republic

Yury Yuryevich Malinin

State educational organization of higher professional education «M. Gorky Donetsk National Medical University»

Author for correspondence.
Email: jora2@list.ru

Head at the Department of Urology

Donetsk People's Republic

References

  1. Campschroer T., Zhu X., Vernooij R.W., Lock M.T. Alpha-blockers as medical expulsive therapy for ureteral stones. Cochrane Database Syst Rev. 2018; 4 (4): CD008509. 10.1002/14651858' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1002/14651858. CD008509.pub3
  2. Holmlund D. On medical treatment for ureteral stone expulsion. Scand J. Urol. 2018; 52 (2): 94-100. 10.1080/21681805.2018.1428682' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1080/21681805.2018.1428682.
  3. Figueroa S.M., Lozano M., Lobos C., Hennrikus M.T., Gonzalez A.A., Amador C.A. Upregulation of Cortical Renin and Downregulation of Medullary (Pro) Renin Receptor in Unilateral Ureteral Obstruction. Front Pharmacol. 2019; 10: 1314. 10.3389/fphar.2019.01314' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.3389/fphar.2019.01314.
  4. Guan N.N., Gustafsson E., Svennersten K. Inhibitory Effects of Urothelium-related Factors. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2017; 121 (4): 220-4. 10.1111/bcpt.12785' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1111/bcpt.12785.
  5. Harrison P., Mackie I., Mumford A. British. Guidelines for the laboratory investigation of heritable disorders of platelet func tion. Brit J. of Haematology. 2011; 155 (1): 30-44. 10.1111/j.1365-2141.2011.08793.x' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1111/j.1365-2141.2011.08793.x
  6. Santis W.F., Peters C.A., Yalla S.V., Sullivan M.P. Ureteral function is modulated by a local renin-angiotensin system. J. Urol. 2003; 170 (1): 259-63. 10.1097/01.ju.0000060848.61864.e1' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1097/01.ju.0000060848.61864.e1
  7. Yang M., Dart C., Kamishima T., Quayle J.M. Hypoxia and metabolic inhibitors alter the intracellular ATP:ADP ratio and membrane potential in human coronary artery smooth muscle cells. Peer J. 2020; 8: e10344. 10.7717/peerj.10344' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.7717/peerj.10344.
  8. Aschrafi A., Berndt A., Kowalak J.A., Gale J.R., Gioio A.E., Kaplan B.B. Angiotensin II mediates the axonal trafficking of tyrosine hydroxylase and dopamine p-hydroxylase mRNAs and enhances norepinephrine synthesis in primary sympathetic neurons. J. Neurochem. 2019; 150 (6): 666-77. 10.1111/jnc.14821' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1111/jnc.14821.
  9. Gaudry M., Vairo D., Marlinge M., Gaubert M., Guiol C., Mottola G., Gariboldi V., Deharo P., Sadrin S., Maixent J.M., Fenouillet E., Ruf J., Guieu R., Paganelli F. Adenosine and Its Receptors: An Expected Tool for the Diagnosis and Treatment of Coronary Artery and Ischemic Heart Diseases. Int J. Mol. Sci. 2020; 21 (15): 5321. 10.3390/ijms21155321' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.3390/ijms21155321.
  10. 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): 910-1917. 10.1124/jpet.300.3.910' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1124/jpet.300.3.910.
  11. Hao Y., Wang L., Chen H., Hill W.G., Robson S.C., Zeidel M.L., Yu W. Targetable purinergic receptors P2Y12 and A2b antagonistically regulate bladder function. JCI Insight. 2019; 4 (16): e122112. 10.1172/jci.insight.122112' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1172/jci.insight.122112
  12. McGraw D.W., Elwing J.M., Fogel K.M., Wang W.C., Glinka C.B., Mihlbachler K.A., Rothenberg M.E., Liggett S.B. Crosstalk between Gi and Gq/Gs pathways in airway smooth muscle regulates bronchial contractility and relaxation. J. Clin. Invest. 2007; 117 (5): 1391-8. 10.1172/JCI30489' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1172/JCI30489
  13. Lova P., Guidetti G.F., Canobbio I., Catrical S., Balduini C., Torti M. Epinephrine-mediated protein kinase C. and Rap1b activation requires the co-stimulation of Gz-, Gq-, and Gi-coupled receptors. Thromb Haemost. 2011; 105 (3): 479-86. 10.1160/TH10-07-0470' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1160/TH10-07-0470.
  14. Kishore B.K., Robson S.C., Dwyer K.M. CD39-adenosinergic axis in renal pathophysiol ogy and therapeutics. Purinergic Signal. 2018; 14 (2): 109-20. 10.1007/s11302-017-9596-x' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1007/s11302-017-9596-x
  15. 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. 10.1165/rcmb.2021-01060C' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1165/rcmb.2021-01060C
  16. Yu W., Sun X., Robson S.C., Hill W.G. ADP-induced bladder contractility is mediated by P2Y12 receptor and temporally regulated by ectonucleotidases and adenosine signaling. FASEB J. 2014; 28 (12): 5288-98. 10.1096/fj.14-255885' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1096/fj.14-255885.
  17. Aronsson P., Andersson M., Ericsson T., Giglio D. Assessment and characterization of purinergic contractions and relaxations in the rat urinary bladder. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2010; 107 (1): 603-13. 10.1111/j.1742-7843.2010.00554.x' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1111/j.1742-7843.2010.00554.x.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».