English Українська
  • Main
  • Useful links
  • Information for Contributors
  • About
  • Editorial board

    •
    Article
    World of Medicine and Biology / №3(45), 2014 / CENTRAL AND INTRARENAL MECHANISMS OF CIRCADIAN RHYTHMS RENAL FUNCTIONSʼ REGULATION
    Dotsyuk L.G.

    CENTRAL AND INTRARENAL MECHANISMS OF CIRCADIAN RHYTHMS RENAL FUNCTIONSʼ REGULATION

    About the author: Dotsyuk L.G.
    Heading LITERATURE REVIEWS
    Type of article Review article
    Annotation Analysed data of literature indicating the important role of the central pacemaker of circadian rhythm, which is the suprachiasmatic nucleus of anterior hypothalamus and intrarenal pacemaker that preserves glomerulotubular balance and tubuloglomerular feedback in the day and night hours of day's cycle. Discussed the particular role of melatonin, serotonin, dopamine, arginin-vasopressin and nitric oxide in the regulation of biological rhythmic activity of both central and intrarenal pacemakers.
    Tags central and intrarenal pacemakers of biorhythm, serotonin, melatonin, dopamine, arginin-vasopressin, nitric oxide
    Bibliography
    • Динаміка гломеруло-тубулярного балансу в підтриманні ниркового циркадіанного ритму / Л.Г. Доцюк, Т.М. Бойчук, І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Клінічна та експериментальна патологія. – 2012. – Т. 11, № 1 (39). – С. 55–57.
    • Кокощук Г.І. Вплив постійного освітлення на циркадіанний ритм екскреторної діяльності нирки білих щурів / Г.І. Кокощук, І.Г. Кушнір // Доповіді НАНУ. – 2005. – № 3. – С. 186–188.
    • Кушнір І.Г. Вплив підвищеного рівня дофаміну на циркадіанний ритм екскреторної функції нирок у щурів / І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Журнал АМН України. – 2009. – Т. 15, № 3. – С. 597–603.
    • Кушнір І.Г. Вплив циталопраму – селективного інгібітора зворотного захвату серотоніну на циркадіанний ритм екскреторної функції нирок / І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Фізіологічний журнал НАН України. – 2009. – T. 55, № 3 – С. 125–127.
    • Кушнір І.Г. Нейротрансмітерні механізми циркадіанного ритму / І.Г. Кушнір // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. – 2010. – Т. 6, № 1. – С. 32–37.
    • Кушнір І.Г. Участь аргінін-вазопресину в механізмах регуляції циркадіанного ритму екскреторної функції нирок / І.Г. Кушнір, Т.М. Бойчук, Г.І. Кокощук, О.В. Кокощук, Л.Г. Доцюк // Медична хімія. – 2009. – T. 11, № 3. – С. 109–112.
    • Участь серотоніну і оксиду азоту в регуляції циркадіанного ритму функціонального стану нефрона / Л.Г. Доцюк, Т.М. Бойчук, І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Нейронауки. – 2012. – Т. 8, № 2. – С. 82–85.
    • Циркадіанний ритм гломеруло-тубулярного балансу в нефроні на тлі блокади центрального пейсмекера тривалим постійним освітленням / Л. Г. Доцюк, Т.М. Бойчук, І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Клінічна та експериментальна патологія. – 2011. – Т. 10, № 4 (38). – С. 32–35.
    • Циркадіанний ритм гломеруло-тубулярного балансу і тубуло-гломерулярного зворотного зв’язку в нефроні / Л.Г. Доцюк, О.В. Кокощук, І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук // Український журнал нефрології та діалізу – 2012. – № 1, додаток до № 3 (35). – С. 38–41.
    • Acute Effects of Bright Light Exposure on Cortisol Levels / C. M. Jung, S. B. S. Khalsa, F. A. Sheer [et al.] // J. Biol. Rhythms. – 2010. – Vol. 25, № 3. – P. 208–216.
    • Acute light exposure suppreses circadian rhytms in clock gene expression / B. P. Grone, P. Borgin, V. Cao [et al.] // J. Biol.rhytms. – 2011. – Vol. 26, № 1. – P. 78–81.
    • Acute saline expansion increases nephron filtration and distal flow rate but maintains tubuloglomerular feedback responsiveness: role of adenosine A1 receptors / R. C. Blantz, P. Sing, A. Deng [et al.] // American Journal of Physiology – Renal Physiology. – 2012. – Vol. 303, № 3. – Р. F405–F411.
    • Adrenal peripheral clock controls the autonomous circadian rhythm of glucocorticoid by causing rhythmic steroid production / G. H. Son, S. Chung, H. K. Choe // PNAS. – 2008. – Vol. 105, № 52. – P. 20970–20975.
    • Bell T. D. Glomerulal tubular balance is suppressed an adenoine type 1 receptore-deficient mice / T. D. Bell, L. Zaiming, W. J. Welch // Am. J. Physiol. – 2010. – Vol. 299, № 3. – P. F158–F1163.
    • Cabral P.D. ATP mediates flow-induced NO production in thick ascending limbs / P. D. Cabral, N. J. Hong, J. L. Garvin // American Journal of Physiology – Renal Physiology. – 2012. – Vol. 302, № 2. – P. Fl 94–F200.
    • ChalletE.Minireview: Entrainment of the Suprachiasmatic Clockwork in Diurnal and Nocturnal Mammals / E. Challet // Endocrinology. – 2007. – Vol. 148, № 12.– P. 5648–5655
    • Characterization of a putative intrarenal serotonergic system / J. Xu, B. Yao, X. Fan [et al.] // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. – 2007. – Vol. 293, № 5. – P. F1468–F1475.
    • Circadian gene expression in individual fibroblasts: cell-autonomous and self-sustained oscillators pass time to daughter cells / E. Nagoshi, C. Saini, C.Bauer [et al.] // Cell. – 2004. – Vol. 119, № 5. – P. 693–705.
    • Circadian Regulation of Bird Song, Call and Locomotor Behavior by Pineal Melatonin in the Zebra Finch / G. Wang, C. E. Harpole, A. K. Triverdi, V. M. Canssone // J. Biol. Rhythms. – 2012. – Vol. 27, № 2. – P. 145–155.
    • Circadian rhythm disorganization produces profound cardiovascular and renal disease in hamsters / T. A. Martino, G. Y. Oudit, A. M. Herzenberg [et al.] // Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2008. – Vol. 294, № 5. – P. 1675–1683.
    • Circadian rhythms of plasma atriopeptin, plasma renin activity and plasma aldosterone in patients with hepatorenal syndrome / P. Pasqualetti, V. Festuccia, A. Collacciani [et al.] // Life Science. – 1996. – Vol. 60, № 4–5. – P. 289–297.
    • Circadian rhythms of renal hemodynamics in unanesthetized, unrestrained rats / M. Pons, J. Tranchot, B. L’Azou, J. Cambar // Chronobiol. Int. – 1994. – Vol. 11, № 5. – P. 301–318.
    • Comparative effect of PGE2 and PGI2 on renal function / E. Villa, R. Garcia-Robles, J. Haas, J. C. Romero // Hypertension. – 1997. – Vol. 30, № 3, Pt. 2. – P. 664–666.
    • Dibner C. The mammalian circadian timing system: organization and coordination of central and peripheral clocks / C. Dibner, U. Schibler, U. Albrecht // Annu Rev. Physiol. – 2010. – Vol. 72. – Р. 517–549.
    • Dopamine recruits D1A receptors to Na-K-ATPase-rich caveolar plasma membranes in rat renal proximal tubules / M. Trivedi, V. A. Narkar, T. Hussain, M. F. Lokhandwala // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. – 2004. – Vol. 287, № 5. – P. F921–F931.
    • 26.  Effects of Destruction of the Suprachiasmatic Nuclei on the Circadian Rhythms in Plasma Corticosterone, Body Temperature, Feeding and Plasma Thyrotropin / K. Abe, J. Kroning, M.A. Greer, V. Critchlow // Neuroendocrinology. – 1979. – Vol. 29, № 2. – P. 119–131.
    • Effects of melatonin on salt gland and kidney function of gulls, Larus glaucescens / M. R. Hughes, N. Kitamura, D. C. Bennett [et al.] // General and Comparative Endocrinology. – 2007. – Vol. 151, №. 3. – P. 300–307.
    • Endogenous Dopamine Regulates the Rhythm of Expression of the Clock Protein PER2 in the Rat Dorsal Striatum via Daily Activation of D2 Dopamine Receptors / S. Hood, P. Cassidy, V.-P. Cossette [et al.]// The Journal of Neuroscience. – 2010. – Vol. 30, № 42. – P. 14046–14058.
    • Evans J. A. Circadian effects of light no brighter than moonlight / J. A. Evans, J. A. Elliott, M. R. Gorman // Journal of Biological Rhythms. – 2007. – Vol. 22, № 4. – P. 356–367.
    • Firsov D. Circadian regulation of renal function / D. Firsov, O. Bonny // Kidney International. – 2010. – Vol. 78, № 7. – P. 640–645.
    • Fotiadis P. Modeling the Efffects of the Circadian Clock on Cardiac Electrophysiology / P. Fotiadis, D. B. Forger // J. Biol. Rhythms. – 2013. – Vol. 28, № 1. – P. 69–78.
    • Gates and Oscillators II: Zeitgebers and the Network Model of the Brain Clock / M. C. Antle, N. C. Foley, D. K. Foley, R. Silver // J. Biol. Rhythms. – 2007. – Vol. 22, № 1. – P. 14–25.
    • Gerkema M. P. Lack of circadian patterns in vasoactive intestinal polypeptide release and variability in vasopressin release in vole suprachiasmatic nuclei in vitro / M. P. Gerkema, K. Shinohara, F. Kimura // Neuroscience Letters. – 1999. – Vol. 259, № 2. – P. 107–110.
    • Guo H. Differential control of peripheral circadian rhythms by suprachiasmatic-dependent neural signals / H. Guo, J. M. K. Brewer, A. Champhekar // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2005. – Vol. 102, № 8. – P. 3111–3116.
    • Hannibal J. Neurotransmitters of the retino-hypothalamic tract / J. Hannibal // Cell. Tissue. Res. – 2002. – Vol. 309, № 1. – P. 73–88.
    • Harrison-Bernard L.M. The renal renin-angiotensin system / L. M. Harrison-Bernard // Advances in Physiology Education. – 2009. – Vol. 33, № 4. – P. 270–274.
    • Herzog E. D. A neural clockwork for encoding circadian time / E. D. Herzog, W. J. Schwartz // J. Appl. Physiol. – 2002. – Vol. 92, № 1. – P. 401–408.
    • Illnerova H. Response of rat pineal serotonin-N-acetyltransferase to one min light pulse at different night times / H. Illnerova, J. Vanecek // Brain Res. – 1979. – Vol. 167, № 2. – P. 431–434.
    • Inouye S. T. Persistence of circadian rhythmicity in a mammalian hypothalamic "island" contained in the suprachiasmatic nucleus / S. T. Inouye, H. Kawamura // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1979. – Vol. 76, № 11. – P. 5962–5966.
    • Jose P. A. Renal dopamine and sodium homeostasis / P. A. Jose, G. M. Eishner, R. A. Felder // Curr. Hypertens. Rep. – 2000. – Vol. 2, № 2. – P. 174–183.
    • Kalsbeek A. Circadian control of metabolism by the suprachiasmatic nuclei / A. Kalsbeek // Endocrinology. – 2007. – Vol. 148, № 12. – P. 5635–5639.
    • Ko C. H. Molecular components of the mammalian circadian clock / C. H. Ko, J. S. Takahashi // Hum. Mol. Genet. – 2006. – Vol. 15, № 2. – P. 271–277.
    • Kone B. C. Nitric oxide inhibits transcription of the Na+-K+-ATPase alpha1-subunit gene in an MTAL cell line / B. C. Kone, S. Higham // Am. J. Physiol. – 1999. – Vol. 276, № 4, Pt 2. – P. F614–621.
    • Lamia K. A. Physiological significance of a peripheral tissue circadian clock / K. A. Lamia, K.-F. Storch, C. J. Weitz // PNAS. – 2008. – Vol. 4105, № 39. – P. 15172–15177.
    • Light Acts on the Zebrafish Circadian Clock to Suppress Rhythmic Mitosis and Cell Proliferation / T. K. Tamai. L. C. Young, C. A. Cox [et al.] // J. Biol. Rhythms. – 2012. – Vol. 27, № 3. – P. 226–236.
    • Luke D. R. Circadian variation in renal function of the obese rat / D. R. Luke, K. Vadie, K. M. Wasa // Ren. Physiol. Biochem. – 1991. – Vol. 14, № 1–2. – P. 71–80.
    • Melatonin receptors in the chicken kidney are up-regulated by pinealectomy and linked to adenylate cyclase / Y. Song, C. S. Pang, E. A. Ayre [et al.] // European Journal of Endocrinology. – 1996. – Vol. 135, № 1 – P. 128–133.
    • Minirewiew: The Nuclear Hormon Receptor Family Round the Clock / M. Teboul, F. Guillaumond, A. Gréches-Cassiau, F. Delaunay // Mol. Endocrinol. – 2008. – Vol. 22, № 12. – P. 2573–2582.
    • Molecular clock is involved in predictive circadian adjustment of renal function / A.M. Zuber, G. Centenj, S. Pradervand et al. // PNAS. – 2009. – Vol. 106, № 38. – P. 16523–16528.
    • Nitric oxide transforms serotonin into an inactive form and this affects neuromodulation / P. Fossier, B. Blanchard, C. Ducrocq [et al.] // Neuroscience. – 1999. – Vol. 93, № 2. – P. 597–603.
    • Peti-Peterdi J. Macula Densa Sensing and Signaling Mechanisms of Renin Release / J. Peti-Peterdi, R. C. Harris // JASN. – 2010. – Vol. 21, № 7. – P. 1093–1096.
    • Physiology of Kidney Renin / H. Castrop, K. Höcherl, A. Kurtz [et al.] // Physiological Reviews. – 2010. – Vol. 90, № 2. – P. 607–673.
    • Polysynaptic neural pathways between the hypothalamus, including the suprachiasmatic nucleus and the liver / S. E. La Fleur, A. Kalsbeek, J. Wortel, R. M. Buijs // Brain. Res. – 2000. – Vol. 871, № 1. – P. 50–56.
    • Regulation of circadian gene expression in liver by systemic signals and hepatocyte oscillators / B. Komman, O. Schaad, H. Reinke [et al.] // Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. – 2007. – Vol. 72. – P. 319–331.
    • Regulation of circadian gene expression in the kidney by light and food cues in rats / Tao Wu, Yinhua Ni, Yue Dong [et al.]// Am. J. Physiol. Regul. Physiol. – 2010. – Vol. 298, № 3. – Р. R635–R641.
    • Regulation of glomerulotubular balance. 1. impact of dopamine on flow-dependent transport / Z. Du, Q. Yan, L. Wan [et al.] // American Journal of Physiology – Renal Physiology. – 2012. – Vol. 303, № 3. – P. F386–F395.
    • Regulation of serotonin levels by multiple light-entrainable endogenous rhythms / M. Wildt, E.M. Goergen, J. L. Benton [et al.] // J. Exp. Biol. – 2004. – Vol. 207 (Pt. 21). – P. 3765–3774.
    • Reilly D. F. Peripheral Circadian Clocks in the Vasculature / D. F. Reilly, E. J. Westgate, G. A. FitzGerald // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. – 2007. – Vol. 27, № 8. – P. 1694–1705.
    • Rhythmic Expression of functional MT1 Melatonin Receptors in the Rat Adrenal Gland / H. G. Ritcher, C. Torres-Farfan, J. Gracia-Sesnich [et al.] // Endocrynology. – 2007. – Vol. 149, № 3. – P. 995–1003.
    • Role of 20-HETE in D1/D2 dopamine receptor synergism resulting in the inhibition of Na+-K+-ATPase activity in the proximal tubule / C. Kirchheimer, C. F. Mendez, A. Acquier, S. Nowicki // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. – 2007. – Vol. 292, № 5. – P. F1435–F1442.
    • Schnermann J. Maintained tubuloglomerular feedback responsesduring acute inhibition of P2 receptors in mice / J. Schermann // A. J. P. Renal Physiology. – 2011. – Vol. 300, № 2. – P. F339–F344.
    • Sim C. K. Modeling the Electrophysiology of Suprachiasmatic Nucleus Neurons / C. K. Sim, D. B. Forger // J. Biol. Rhythms. – 2007. – Vol. 22, № 5. – P. 445–453.
    • Simonneaux V. Generation of the Melatonin Endocrine Message in Mammals: A Review of the Complex Regulation of Melatonin Synthesis by Norepinephrine, Peptides, and Other Pineal Transmitters / V. Simonneaux, C. Ribelayga // Pharmacol. Rev. – 2003. – Vol. 55, № 2. – P. 325–395.
    • Sipos A. Direct demonstration of tubular fluid flow sensing by macula densa cells / A. Sipos, S. Vargas, J. Peti-Peterdi // AJP Renal Physiol. – 2010. – Vol. 299, № 5. – P. F1087–F1093.
    • Stow L. R. The circadian clock in the kidney / L. R. Stow, M. L. Gumz // JASN. – 2011. – Vol. 22, № 4. – P. 598–604.
    • Stratmann M. Properties, Entrainment, and Physiological Functions of Mammalian Peripheral Oscillators / M. Stratmann, U. Schibler // Journal of Biological Rhythms. – 2006. – Vol. 21, № 6. – P. 494–506.
    • Studies of Melatonin Effects on Epithelia Using the Human Embryonic Kidney-293 (HEK-293) Cell Line / C. W. Y. Chan, Y. Song, M. Ailenberg [et al.] // Endocrinology. – 1997. – Vol. 138, № 11. – P. 4732–4739.
    • Studies of renal action of melatonin evidence that the effects are mediated by 37 kDa receptos of the Mella subtype localized primarily to basolateral membrane of the proximal tubule / Y. Song, C. W. Chan, G. M. Brown [et al.] // The FASEB Journal. – 1997. – Vol. 11. – P. 93–100.
    • Studies on the Circadian Rhythm of Phosphoenolpyruvate Carhoxykinase III. Circadian Rhythm in the Kidney / R. Nagai, M. Suda, O. Yamagishi, Y. Toyama, H. Nakagawa // J. Biochem. – 1975. – Vol. 77, № 6. – P. 1249–1254.
    • Synchronization and maintenance of timekeeping in suprachiasmatic circadian clock cells by neuropeptidergic signaling / E. S. Maywood, A. B. Reddy, G. K. Wong [et al.] // Curr. Biol. – 2006. – Vol. 16, № 6. – P. 599–605.
    • Takahashi T. Serotonin-induced vasoconstriction in dog kidney / T. Takahashi, H. Hisa, S. Satoh // J. Cardiovasc. Pharmacol. – 1992. – Vol. 20, № 5. – P. 779–784.
    • The circadian clock protein period 1 regulates expression of the renal epithelial sodium channel in mice / M. L. Gumz, L. R. Stow, I. J. Lynch [et al.]// J. Clin. Invest. – 2009. – Vol. 119, № 8. – P. 2423–2434.
    • The circadian protein period 1 contributes to blood pressure control and coordinatellyrgulates renal sodium transport genes / L. R. Stow, J. Richard, K. Y. Cheng [et al] // Hypertension. – 2012. – Vol. 59, № 6. – P. 1151–1156.
    • The complex role of nitric oxide in the regulation of glomerular ultrafiltration / R. C. Blantz, A. Deng, M. Lortie [et al.] // Kidney Int. – 2002. – Vol. 61, № 3. – P. 782–785.
    • The Role of Ketanserin, A Serotonin Receptor Blocker, In The Of Ischemic Acute Renal Failure / O. Keskin, M. H. Us, S. Ozkan [et al.] // The Internet Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. – 2003. – Vol. 6, № 1 – P. 1–6.
    • The suprachiasmatic nucleus balances sympathetic and parasympathetic output to peripheral organs through separate preautonomic neurons / R. M. Buijs, S. E. la Fleur, J. Wortel [et al.] // J. Comp. Neurol. – 2003. – Vol. 464, № 1. – P. 36–48.
    • Thomson S. C. Glоmerulo-tubular balance, Tubulo-glomerular Feedback, and Salt homeostasis / S. C. Tomson, R. C. Blantz // JASN. – 2008. – Vol. 19. – P. H2272–H2275.
    • Tissue-Specific Interaction of Per ½ and Dec2 in the regulation of Fibroblast Circadian Phythms / A. H. Tsang, C. Sanchez-Moreno, B. Bode [et al.] // J. Biol. Rhythms. – 2012. – Vol. 27, № 6. – P. 478–489.
    Publication of the article «World of Medicine and Biology» №3(45), 2014 year, 162-168 pages, index UDK 612.017.1:616.61-092:616.61-002-019