Ações da insulina e do IGF-I sobre marcadores de ação hormonal em células de Sertoli de ratos em diferentes estágios de desenvolvimento

Abstract

A insulina e o IGF-I são hormônios que possuem alta homologia, isto é, apresentam grande semelhança estrutural no que se refere a sequencia de aminoácidos. Assim como os hormônios, seus receptores de membrana também são semelhantes, e a similaridade de suas sequencias de aminoácidos é em torno de 50%. Essas semelhanças permitem que ambos os hormônios se liguem aos seus receptores com alta afinidade e ao receptor do outro hormônio com menor afinidade. Tanto insulina como IGF-I desencadeiam uma série de efeitos sobre as células de Sertoli, como transporte de glicose e produção de lactato. Dessa forma, este estudo tem por objetivo investigar a ação do IGF-I e da insulina sobre a captação de cálcio, o transporte de aminoácido e glicose, além de suas ações eletrofisiológicas em células de Sertoli de ratos de 12 a 15 dias e de 30 dias de idade. Para o registro do potencial de membrana foram utilizados túbulos seminíferos isolados de testículos de ratos Wistar machos de 12 a 15 dias de idade e de 30 dias de idade. O registro intracelular da célula de Sertoli foi realizado utilizando microcapilares de borossilicato preenchidos com KCl 3 M acoplados a um eletrômetro. Foi realizada a aplicação tópica de IGF-I (100 ng/ml) e insulina (100 μM) isoladamente e também após a perfusão com a verapamil (100 μM) e JB1 (1 μg/ml). A captação de 45Ca2+ foi investigada se utilizando testículos inteiros. Os tecidos foram pré-incubados em KRb com 45Ca2+ por 60 minutos para equilibrar o meio intra e extracelular de 45Ca2+. Em seguida, as gônadas foram incubadas por 2 minutos em KRb com 45Ca2+ com ou sem IGF-I ou insulina. O transporte de [14C]MeAIB e [14C]2-DG também foram investigados se utilizando de testículos inteiros. Com pré-incubação de 30 minutos em KRb sem [14C]MeAIB ou [14C]2-DG, e posterior incubação de 45 minutos com [14C]MeAIB ou de 120 minutos com [14C]2-DG, com ou sem o respectivo hormônio a ser investigado. Os resultados foram dados como média ± SEM. Os dados foram analisados pelo teste T student para comparação entre dois grupos ou ANOVA para medidas repetidas com o pós-teste de Bonferroni. IGF-I e insulina produziram um efeito despolarizante sobre o potencial de membrana das células de Sertoli de ratos imaturos. Este efeito é dependente do influxo de cálcio, uma vez que a perfusão com verapamil bloqueou a ação dos dois hormônios. A reposta despolarizante do IGF-I foi bloqueada pelo JB1, enquanto que a resposta à insulina foi parcialmente bloqueada. Em ratos de 30 dias, apenas a insulina apresentou uma despolarização significativa. IGF-I e insulina também estimularam a captação de cálcio, aminoácido e glicose. A ação da insulina sobre o transporte de cálcio foi totalmente bloqueada pelo JB1 enquanto que do IGF-I foi apenas parcialmente bloqueado. Já sobre o transporte de aminoácido, o JB1 não exerceu qualquer efeito sobre a ação da insulina, enquanto que o efeito do IGF-I foi parcialmente bloqueado. E a estimulação do transporte de glicose pelo IGF-I não foi bloqueada pelo JB1, e a da insulina parcialmente bloqueada. Esses dados mostram que IGF-I e insulina, em diferentes parâmetros, se utilizam não apenas de seus receptores cognatos, mas também de outros receptores de membrana. Dessa forma, ficou claro que a sinalização gerada por esses hormônios nas células de Sertoli depende da presença dos receptores de ambos os hormônios na membrana celular para que eles sejam capazes de interferir nos processos metabólicos e funcionais dessas células.

Insulin and IGF-I are hormones which have high homology. In other words, they have high structural similarity with regard to the sequence of amino acids. As well as the hormones, their membrane receptors are also similar, and the similarity of their amino acid sequences is around 50%. These similarities allow both hormones bind to their receptors with high affinity and to each other's receptor with lower affinity. Both insulin and IGF-I trigger a number of effects on the Sertoli cells, such as transporting glucose and lactate production. Thus, this study aims to investigate the action of IGF-I and insulin on calcium uptake, transport of amino acids and glucose, as well as their electrophysiological actions in Sertoli cells from 12- to 15- and 30-days-old rats. To record the membrane potential were used isolated seminiferous tubules from 12- to 15- and 30-days-old rats. The intracellular recording of Sertoli cells was performed using microcapillaries filled with 3 M KCl coupled to an electrometer. Was performed topical application of IGF-I (100 ng/ml) and insulin (100 mM) alone and also after infusion with verapamil (100 mM) and JB1 (1 μg/ml). The uptake of 45Ca2+ was investigated using whole testes. Tissues were pre-incubated in KRb with 45Ca2+ for 60 minutes to equilibrate intra and extracellular medium. Then, the gonads were incubated for 2 minutes in KRb with 45Ca2+ and with or without IGF-I or insulin. The transport of [14C]MeAIB and [14C]2-DG were also investigated using whole testes. Which was pre-incubated for 30 minutes in KRb without [14C]MeAIB or [14C]2-DG, and further was incubated for 45 minute in KRb with [14C]MeAIB or 120 minutes with [14C]2-DG, with or without the respective hormone to be investigated. The results are given as mean ± SEM. Data were analyzed by Student's t test for comparison between two groups or ANOVA for repeated measures with Bonferroni post-test. IGF-I and insulin produced a depolarizing effect on the membrane potential of Sertoli cells from immature rats. This effect is calcium influx dependent, since the verapamil infusion blocked the action of the two hormones. The depolarizing response of IGF-I was blocked by JB1, whereas the depolarizing response of insulin was partially blocked. In 30-day-old rats, only insulin showed a significant depolarization. Insulin and IGF-I also stimulated the uptake of calcium, amino acids and glucose. The action of insulin on calcium uptake was completely blocked by JB1 while IGF-I was only partially blocked. On amino acid transport, JB1 had no effect on the insulin action, while IGF-I effect was partially blocked. And stimulation of glucose transport by IGF-I was blocked by JB1 and partially blocked the insulin effect. These data show that IGF-I and insulin on different parameters, use not only their cognate receptors, but also other membrane receptors. Thus, it became clear that the signal generated by these hormones in Sertoli cells depends on the presence of receptors for both hormones in the cell membrane to they are able to interfere on the functional and metabolic processes of these cells.