Luz Natalia Franco Montoya Doutoranda em Zootecnia UNESP – Jaboticabal . Otubro de 2012

1. Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/IGF-I/ IGFBP em Bagre de canal IctaluruspunctatusBrian C. Peterson ∗, Brian C. Small. 2005Departamento de agricultura dos Estados Unidos.CatfishGenetics Research Unit.Stoneville, Meade County, South Dakota. Luz Natalia Franco Montoya Doutorandaem Zootecnia UNESP – Jaboticabal . Otubro de 2012

2. INTRODUÇÃO

3. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I)

5. Introdução Aspectos giráis do GH Growth hormone (GH) é um hormôniopluripotencialproduzidonaglándulapituitariaemteleosteoscomo me outrosvertebrados. O GH atua por união a receptor especifico trans-membrana os GHR que se encontram nos tecidos alvos.

6. Introdução Aspectos giráis do GH • Em peixes o GH atua na maioria de processos fisiológicos do corpo. • Balance iônico e osmótico • Metabolismo de lipídeos, proteínas e carboidratos • Crescimento esquelético e de tecidos moles • Reproduction • Função imune • Aspectos comportamentais como: • Apetite • Procura de alimento • Agressão • Evitar o predador Funções

7. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) Importante eixo no processo de crescimento de mamíferos, aves e peixes Figado: Função endócrina (origem principal) Tecidos extra-hepáticos: Funçõesautócrina/parácrinaemtecidosperifericos. Produção de IGF-I

8. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Principalmente por: • Secreção de hipofisiaria de GH • Proteínas de ligação especifica a IGF, conhecidas como IGHBPs Regulação de IGF-I

9. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Prolongação da vida meia dos IGF • Coordenação e transporte dos IGF no sangue e nos capilares dos tecidos alvo. Funções das IGFBPs

10. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Mamíferos • IGFBPs 1 IGFBPs 2 • IGFBPs 3 IGFBPs 4 • IGFBPs 5 IGFBPs 6 • Nos mamíferos a mais abundante em soro é a tipo 3 Tipos de IGFBPs

11. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Se ligam aos IFG • Alta afinidade e especificidade • Algumas tem seus próprias atividade biológicas intrínsecas. Mecanismos de ação das IGFBPs

12. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) Conformação do complexo ternário • Este complexo esta formado pela união de: • IGF • IGFBPs • GlucoproteinakDa 85 chamada subunidade ácido-lábil (ALS)

13. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Prolonga a vida media do IGF-I • Livre: 10min • Unida: 18hrs • A fim de estabilizar e manter o nível no plasma Complexo ternário Função

14. Introdução Eixo Hipotálamo (H)/ Hormônio de crescimento (GH)/ Fator de Crescimento similar à insulina (IGF-I) • Tem sido achadas 3 a 4 de 20 a 50 Kda de peso molecular • Função similar á descrita em mamíferos IGFPBs em Teleosteos

15. Introdução Ação dos glicocorticoides no Eixo H/ GH/ IGF-I /IGFPB • Níveis suprafisiológicos de glicocorticoides têm mostrado efeitos inibitórios no crescimento em mamíferos. • Redução do gene IGF-I • Bloqueando a produção de GH • Redução da síntese de receptores de GH Mecanismos

16. Introdução Ação dos glicocorticoides no Eixo H/ GH/ IGF-I /IGFPB, emteleosteos. • Níveis suprafisiológicos de glicocorticoides têm mostrado efeitos inibitórios no crescimento em peixes teleósteos. • Redução no crescimento somático em peixes tratados com cortisol foi achado em estudos com:

17. Introdução Ação dos glicocorticoides no Eixo H/ GH/ IGF-I /IGFPB, emteleosteos. Aumento das IGFBPs de baixo peso molecular Redução de IGF-I no plasma IGF-I mRNA no fígado foi observado só 24 e 48 horas após administração de cortisol. Não alterou níveis de GH. Este estudo sugere que o cortisol reduz a sensibilidade dos IGF ao GH. Como em mamíferos estes são mecanismos pelos que o cortisol pode inibir o crescimento Mecanismos Estudos em Tilápia tratada com cortisol Kajimura et al 2003

18. titulo

19. Objetivos Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/ IGF-I / IGFBP em Bagre de canal Ictaluruspunctatus O presente estudo busca compreender melhor os efeitos dos glicocorticoides no eixo GH/IGF-I/IGFBP. Serão examinados os efeitos em vivo do cortisol exógeno a longo prazo em Bagre de canal. Serão medidos os níveis plasmáticos de IGF-I, IGFBPs, e níveis de IGF-I mRNA no fígado e GH na pituitária.

20. MATERIAL E MÉTODOS

21. Material e métodos Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/ IGF-I / IGFBP em bagre do canal Catfish used in this study were from the National Warm-water Aquaculture Center. Caraterísticasexperimentais primer estudo

22. Material e métodos Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/ IGF-I / IGFBP em bagre do canal Tratamentosprimeiroestudo

23. Material e métodos Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/ IGF-I / IGFBP em bagre do canal Caraterísticasexperimentaissegundoestudo: medição de nives de Cortisolemsangue

24. Material e métodos Efeitos do cortisol exógeno sobre o eixo GH/ IGF-I / IGFBP em bagre do canal Tratamentossegundoestudo: : medição de nives de Cortisolemsangue Os peixesforampegospracoleta de sangue a 0, 0.5, 2, 4, 7, 10, 15, 20, e 24 h, apósostratamentos. Para medição do nível de cortisol.

25. Material e métodos Coleta de dados biométricos e amostras Animaisanestesiados com metomidate hydrochloride 0,6mg/L. Dados biometricos: peso g. compromento mm. Aposcoleta de amostraseutanasia com 200 mg/l solution of tricainemethanesulphonate. Dissection

26. Material e métodos Coleta de amostras e analises feitos

27. Material e métodos Modelo experimental e Analises estatísticas • O modeloexperimalincluiu, efeitos do tratamentoem: • Estudo I: • Peso e ingestão de alimento, • Eficienciaalimentaria • Expressãogênicanostecidos de GH, IGF, e IGFBP • Níveisplasmáticos de IGF-I • Estudo II: incluiuefeitos no tempo • Todosos dados obtidos no presenteestudoforamsubmetidos a analise de varianza ANOVA. • Diferenciassignificativasquando (P < 0.05) • Cadaaquárioserveucomounidade experimental • paracadavariavelmedida.

28. resultados

29. resultados Expressão gênica de IGF-I e GH

30. resultados Ganho de peso, Ingestão de alimento, Rata de conversão alimentar, Concentração plasmática de IGF-I e GH Final weights of the Control, High, and Low fish were 78.7, 35.3, and 39.9 g, respectively (P < 0.05).

31. resultados Levels of a 20-kDa insulin-like growth factor binding protein in Control-, Low-, and High-treated catfish.

32. resultados Liver IGF-I mRNA expression in Control-, Low-, and High-treated catfish.

33. resultados Pituitary GH mRNA expression in Control-, Low-, and High-treated catfish

34. resultados Plasma cortisol levels in Control-, Low-, and High-treated catfish

35. Discussão

36. Discussão O presente estudo ... Mostra que administração de cortisol gera uma inibição significante no crescimento somático em Bagre de canal. Peso final foi reduzido em aprox. 50% nos peixes tratados. Em contraste com outros estudos com peixes que mostraram diminuição na taxa de crescimento quando tratados como cortisol. Barton B.A., etal1987 Bernier NJ, etal 2004

37. Discussão A administração de cortisol exógeno no alimento inibe a ingestão de comida em aprox. 30% sem diferencia significativa na eficiência alimentar. Os efeitos do cortisol na ingestão de alimento são ambíguos. Por exemplo: Gregory and Wood , 1999 Cortisol implante reduz o consumo individual Bernier NJ, etal 2004 Aumento do consumo com low-cortisol diet e vrs. Davis et al, 2004. Semefeitos no Consumo de alimento

38. Discussão A hipótese deste estudo foi, sim a alteração no eixo GH/IGF-I/IGFBP, poderia ser um dos mecanismos por médio do que o cortisol inibe o crescimento. Resultado de esta pesquisa se mostrou claramente a relação entre o cortisol e o incremento da 20 kDaIGFBPs. Este resultado coincidiu com estudos prévios do mesmo grupo de pesquisa onde o incremento de cortisol gerou também aumento nos níveis plasmáticos de 20-kDa IGFBP em Catfish. Peterson BC, et al 2004

39. Discussão • Kelleyet al. 2001, compara 3 estados catabólicos em peixes: • Jejum • Untreatedinsulin-dependent diabetes mellitus • Estresse • Em todas as situações o nível de cortisol aumento e incrementaram uma e/ou duas IGFBPs (24 and 30 kDa), dependeu da espécie. Teleostsfishes Kelley et al, 2001

40. Discussão Este estudo mostra como outros estudos em outros peixes, a relação do cortisol com 20 kDa IGFBP, Outrasproteinasnãomostraramdiferencia com ostratamentosestabelecidos no presenteestudo. (30 e 45 kDa) foramobservadassemalteração. Estudo com tilápia mostrou a relação entre o cortisol com quatro proteínas de ligação de baixo peso molecular IGFBPs (24, 28, 30, and 32 kDa). Kajimura et al, 2003

41. Discussão • Das três IGFBPs observadasnesteestudo, 35 e 45 kDa IGFBPs foram as mas abundantes no plasma de todos os peixes. • O cortisol não afeto os níveis destas proteínas no plasma. • Baseados no peso molecular a 45 kDa IGFBP dos peixes pode correspondes a IGFBP 3 dos mamíferos. • Níveis de IGFBP-3 e mRNA nosmamíferosreduzporglucocorticoides. • Delany AM, et al 2001 • Rodgers BD, et al 1995 • Cheng RS, et al, 2002 • Kelley KM, et al, 2002

42. Discussão Em tilapia 40 e 42 kDa IGFBPs, diminuiram com tto de cortisol. Small BC. Et al, 2004. Anterioresestudosnãomostraramalterrações no nível de 45kDa IGFBP, emBagre de canal, em anabolic (GH tto) or catabolic (jejum) condições. Peterson BC, et al 2004. It is not apparent why we did not detect a decrease in the 45 kDa IGFBP in cortisol-treated catfish fish, similar to that observed in tilapia

43. Discussão O presenteestudomostra, um increment sóem 20KDa IGFBP emcondiçõescatabólicasemBagre de canal. Peterson BC, et al 2004. Peterson BC, et al 2005. O papel das proteinas de ligação (IGFBPs) de baixo peso molecular, aindanão é claro, maspodem server paradiminuirprossesosanabolicos de alto consumo de energiadurantecircunstaciascatabolicas com o jejum. Kelley KM, et al 2002 Lee PDK, et al 1997

44. Discussão Baseadosnacomparação do peso molecular tem sidopropostoque ≤31-kDaIGFBPs empeixespodem ser a contraparte de IGFBP-1 or -2. nosmamíferos. Nosmamíferosadultosníveis de IGF-I e IGFBPs sãoafetadosemcondiçõiescatabolicasoucondiçõesestressantescomo o jejum. Lee PDK, et al 1997 Thissen JP, et al 1994 IGFBP-1 demonstrou inibir a ação do IGF em numerosas in vitro e in vivo em estudos com animais. Lee PDK, et al 1997 Além disso, o gene da IGFBP-1 possui elementos de resposta a glicocorticóide, e os esteróides podem, potencialmente aumentar os níveis de IGFBP-1 Lee PDK, et al 1997

45. Discussão Os mecanismos através dos quais a IGFBP-1 ou -2 inibem a ação de IGF-I não são claras, mas podem incluir sequestro de IGF-I no meio extracelular por afinidade de alta ligação a IGF e restringir funções anabolizantes costosas durante momentos de estresse ou deficiências nutricionais Collett-Solberg PF, & Cohen P. 2000 KelleyKM, et al 2001

46. Discussão No presenteestudofoiobservada a redução de IGF-I no plasma, depois de dieta com cortisol do mesmo modo que em outras espécies de animais A diminuição de IGF-I no plasma causada pelo cortisol na dieta pode ser devido em parte à supressão de eventos post- transcrição na expressão do IGF-I. Além disso, o aumento na taxa de depuração do IGF-I circulante em peixes tratados com cortisol, pode também ter sido envolvido.

47. Conclusões O presenteestudomostrouque o cortisoladministradonadieta de Bagre de canal durante 4 semenaspode: Diminuir o crescimento corporal Diminuir o consumo de alimento Incrementar a 20 kDa IGFBP Diminuirosníveisplasmáticos de IGF-I Um dos mecanismos do cortisolparainibir o crescimentoemBagre de canal e o aumento das IGFPBs de baixo peso molecular as quaispodemterefeitoinibitoriosobre a ação dos IGF-I’s. Estapesquisaapresentaevidenciaadicionalsobre a conservação do eixo de crescimento GH/IGF-I/IGFBP empeixes