Na: regulation by protein kinase C+: regulation by protein kinase C,K: regulation by protein kinase C+: regulation by protein kinase C pump and Na: regulation by protein kinase C+: regulation by protein kinase C-coupled ion carriers in isolated mammalian kidney epithelial cells: regulation by protein kinase C

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Abstract

This review updates our current knowledge on the regulation of Na+/H+ exchanger, Na+,K+, Cl− cotransporter, Na+,Pi cotransporter, and Na+,K+ pump in isolated epithelial cells from mammalian kidney by protein kinase C (PKC). In cells derived from different tubule segments, an activator of PKC, 4beta-phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), inhibits apical Na+/H+ exchanger (NHE3), Na+,Pi cotransport, and basolateral Na+,K+ cotransport (NKCC1) and augments Na+,K+ pump. In PMA-treated proximal tubules, activation of Na+,K+ pump probably plays a major role in increased reabsorption of salt and osmotically obliged water. In Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells, which are highly abundant with intercalated cells from the collecting duct, PMA completely blocks Na+,K+, Cl− cotransport and decreases the activity of Na+,Pi cotransport by 30–40%. In these cells, agonists of P2 purinoceptors inhibit Na+,K+, Cl− and Na+,Pi cotransport by 50–70% via a PKC-independent pathway. In contrast with MDCK cells, in epithelial cells derived from proximal and distal tubules of the rabbit kidney, Na+,K+, Cl− cotransport is inhibited by PMA but is insensitive to P2 receptor activation. In proximal tubules, PKC-induced inhibition of NHE3 and Na+,Pi cotransporter can be triggered by parathyroid hormone. Both PKC and cAMP signaling contribute to dopaminergic inhibition of NHE3 and Na+,K+ pump. The receptors triggering PKC-mediated activation of Na+,K+ pump remain unknown. Recent data suggest that the PKC signaling system is involved in abnormalities of dopaminergic regulation of renal ion transport in hypertension and in the development of diabetic complications. The physiological and pathophysiological implications of PKC-independent regulation of renal ion transporters by P2 purinoceptors has not yet been examined.

Cette synthèse résume nos connaissances sur la régulation de l'échangeur de Na+/H+, du co-transporteur de Na+,K+, Cl−, du co-transporteur de Na+,Pi et de la pompe à Na+,K+ par la protéine kinase C (PKC) dans les cellules épithéliales isolées de reins de mammifères. Dans les cellules provenant de différents segments de tubules, un activateur de PKC, à savoir le 4beta-phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA), inhibe l'échangeur de Na+/H+ (NHE3) apical, le co-transport de Na+,Pi, et le co-transport de Na+,K+ basolatéral (NKCC1), et augmente la pompe à Na+,K+. Dans les tubules proximaux traités au PMA, l'activation de la pompe à Na+,K+ joue probablement un rôle majeur dans l'augmentation de la réabsorption de sel et d'eau déplacée par osmose («osmotically obliged water»). Dans les cellules rénales canines Madin-Darby (cellules MDCK), que l'on trouve en abondance avec les cellules intercalaires du canal collecteur, le PMA bloque totalement le co-transport de Na+,K+, Cl− et diminue l'activité de co-transport de Na+,Pi de 30–40%. Dans ces cellules, les agonistes des récepteurs purinergiques P2 inhibent le co-transport de Na+,K+, Cl− et de Na+Pi de 50–70% par une voie indépendante de la PKC. Par ailleurs, dans les cellule épithéliales provenant des tubules distaux et proximaux du rein de lapin, le co-transport de Na+,K+, Cl− est inhibé par le PMA, mais est insensible à l'activation des récepteurs P2. Dans les tubules proximaux, l'inhibition de NHE3 et du co-transport de Na+,Pi induite par la PKC peut être stimulée par la parathormone. La signalisation tant AMPc que PKC contribue à l'inhibition dopaminergique de NHE3 et de la pompe à Na+,K+. Les récepteurs déclenchant l'activation véhiculée par la PKC de la pompe à Na+,K+ demeurent inconnus. De récents résultats laissent supposer que le système de signalisation de la PKC joue un rôle dans les altérations de la régulation dopaminergique du transport ionique rénal dans l'hypertension et dans le développement des complications diabétiques. Les implications physiopathologiques et physiologiques de la régulation PKC indépendante des transporteurs ioniques rénaux par les récepteurs purinergiques P2 n'ont pas encore été examinées.

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