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Sinalização intracelular na ilhota pancreática materna durante o período perinatal

Sinalização intracelular na ilhota pancreática materna durante o período perinatal. Silvana Bordin Depto. De Fisiologia e Biofísica ICB - USP. Resitência à insulina Aumento da secreção. Homeostase glicêmica. Alterações da secreção de insulina durante a gravidez e lactação. Gravidez normal

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Sinalização intracelular na ilhota pancreática materna durante o período perinatal

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Presentation Transcript

  1. Sinalização intracelular na ilhota pancreática materna durante o período perinatal Silvana Bordin Depto. De Fisiologia e Biofísica ICB - USP

  2. Resitência à insulina Aumento da secreção Homeostase glicêmica

  3. Alterações da secreção de insulina durante a gravidez e lactação Gravidez normal Demanda Nutricional + Hormônios Diabetogênicos Resistência periférica + secreção de insulina Hiperinsulinemia e normo- ou hipoglicemia

  4. Diabetes Mellitus Gestacional (GDM) Resistência periférica sem compensação da resposta secretora de insulina Hiperglicemia materna + Hiperinsulinemia fetal

  5. Adaptações da ilhota pancreática na gestação Histórico: Aumento da massa da ilhota (1930) (Akehi T. Apud Hellman B, Acta Obstr Gynec Scandinav.39:331-342, 1960) Aumento da secreção de insulina (60’) (Spellacy , 1962; Malaisse ; 1969; Green & Taylor, 1972) Lactogênio Placentário & Prolactina (80’) (Nielsen, 1982; Sorenson, 1985; Boschero, 1993) Glut2, HK, cAMP, Ca2+, K+, CX, etc

  6. Vias de sinalização da Prolactina Bole-Feysot et al. Endocrine Reviews, 1998

  7. Pregnant Control 30 S AS S AS 20 * (ng/islet/h) Insulin secretion 10 0 basal; stimulated J Endocrinol, 2004

  8. S AS Protein Phosphorylation Pp70S6K * Arbitrary densitometric p-AKT * control; pregnant Ativação das vias PI3K/AKT e MAPK pela PRL

  9. PRL JAK2 STAT5 ATP Genes-alvo (?) Secreção de insulina Crescimento celular Efeitos Biológicos Aumento da secreção de insulina na gestação é dependente da ação da Prolactina

  10. Effectors & intracellular transducers PRL Cell cycle regulators Cyclins D1, D2 PCNA STAT3 MEK 2 AKT-1 CDK 4 ERK-1,-2, -3 p27kip-1 AKT-2 EIF-2 Receptors & Transporters I-kappa B LAR Exocytosis 14-3-3 zeta/delta Transcription factors Translation Synaptotagmin IV Secretogranin V CaBP2 CAM c-jun Others IGF2-R ACh-R BMP-R IL1-R1 Na/K ATPase IL6-R TRH Max TNF-R1 40 S & 60 S Ribosomal proteins (4) MIF NSE SST Cu/Zn SOD CD24 Mol Cell Endocrinol, 2004

  11. Effectors & intracellular transducers Cell cycle regulators STAT3 Cyclins D3 AKT -1 ERK -3 Receptors & transporters Proteasome C3 PCNA Others Exocytosis Transcription factors I-kappa B GH-R IL1-R1, IL6-R Translation VDCC CaBP2 prohormone convertase 1 c-jun PGD2-R GRP-R ACh-R BMP-R IGF2-R, IGF1-R GLUT-1 & 2 GLUR2 & 8 TRH 40 S & 60 S Ribosomal proteins (3) Max PMCA nur77 CREBP Jun-D c-fos Cu/Zn SOD CD24 Gestação

  12. ERK3 • Membro atípico da família das MAPKs • Isoformas p97 e p63 • Localização nuclear e citoplasmática • Função ? (ciclo celular) • Ativação ? (PKC) • MAPK = Mitogen-Activated Protein Kinase • Microtubule-Associated Protein Kinase

  13. 200 # # # 100 IP: Map2 IB: p-Ser IP: Map2 IB: Map2 0 Insulin/ERK3 * Insulin ERK3 2.0 CTL SO-ERK3 ASO-ERK3 CTL SO-ERK3 ASO-ERK3 Glucose 5.6 mM Glucose 11.1 mM 1.5 1.0 phospho serine/Map2 ratio 0.5 0.0 Vehicle PMA Vehicle PMA ASO-ERK3 CTL Mol Cell Endocrinol, 2006 ERK3 participa do processo de secreção de insulina Mecanismo proposto: ativação de proteínas reguladoras do rearranjo de microtúbulos

  14. STAT3 • IL6: estimula proliferação e expressão da insulina • Leptina: inibe síntese e secreção de insulina • KO-STAT3 (mamária): retarda a involução

  15. A secreção de insulina volta aos valores normais já no terceiro dia de lactação Kawai and Kishi, 1999

  16. Expressão e Fosforilação do STAT3 na gestação e lactação

  17. STAT3-insKO BBRC, 2004

  18. Supressão da 1ª fase da secreção na lactação

  19. Primeira fase da secreção de insulina

  20. Expressão diminuída de SERCA2 em ilhotas pancreáticas está associada à diminuição da oscilação de [Ca2+]c, consumo de O2 e secreção de insulina frente ao estímulo com glicose. Kulkarni et al., 2004 SERCA2 (mas não SERCA3) está envolvida na regulação do [Ca2+]c de repouso das células b, o que indica que SERCA2 é a principal Ca2+-ATPase do ER em condições fisiológicas. (Varadi & Rutter 2002).

  21. Expressão de SERCA em ilhotas de ratas grávidas e lactantes

  22. STAT3-ASO reproduz os efeitos observados em animais STAT3-insKO

  23. 1,4 IP3R / RPL37a ratio 1,2 1,0 0,8 0,6 CTL ASO+ PRL PRL ASO 0,4 0,2 0 STAT3-knockdown previne o aumento de expressão de SERCA2 e IP3R induzido por PRL

  24. Gestação Lactação Níveis circulantes de PRL permanecem altos em ratas no início da lactação Kawai and Kishi, 1999

  25. Dexametasona diminui os efeitos da PRL sobre a secreção de insulina em ilhotas pancreáticas de ratas Weinhaus et al., 2000

  26. Dexametasona modula negativamente a fosforilação em serina induzida por PRL do STAT3 em células RINm5F

  27. Dexametasona modula negativamente o efeito da PRL sobre a expressão de SERCA2 em ilhotas pancreáticas

  28. Conclusões • A fosforilação em serina do STAT3 e a expressão de SERCA dois aumentam no fim da gestação e retomam valores normais já no 3º dia de lactação. • O efeito positivo da PRL sobre a expressão de SERCA2 é dependente do STAT3. • A DEX regula negativamente a ação da PRL sobre a fosforilação em serina do STAT3 e expressão de SERCA2 STAT3-regulated SERCA2 expression by prolactin and glucocorticoids is involved in the adaptation of insulin secretory response during the peripartum period.Anhê GF, Nogueira TCA, Nicoletti-Carvalho JE, Lellis-Santos C, Cipolla-Neto J, Bosqueiro JR, Boschero AC, Bordin S. J. Endocrinol (submetido)

  29. Expressão e fosforilação de proteínas da via da AKT em ilhotas pancreáticas de ratas grávidas e lactantes

  30. Expressão e fosforilação das ERKs 1 e 2 em ilhotas pancreáticas de ratas grávidas e lactantes

  31. Dexametasona contrapõe o efeito da PRL sobre a fosforilação de ERK1/2

  32. Expressão de fosfatases reguladoras das vias da AKT e ERK 1/2 em ilhotas de ratas lactantes

  33. Expressão de fosfatases reguladoras das vias da AKT e ERK 1/2 em células RINm5F tratadas com DEX

  34. Conclusão Os glicocorticóides estimulam a expressão da fosfatase MKP-1 e consequentemente regulam negativamente a fosforilação das ERK 1/2. Este mecanismo deve estar envolvido na regressão ao estado basal de ilhotas de ratas grávidas, que ocorre no início da lactação.

  35. Laboratório de Biologia Molecular Silvana Bordin Gabriel F. Anhê José Edgar N. Carvalho Camilo de Lellis Santos Tatiane C. de Araújo Nogueira Luciana C. Caperuto Rui Curi José Cipolla Neto Carla R. O. Carvalho Andrea S. Torrão Angelo R. Carpinelli A. C. Boschero M. Esméria. C. Amaral José Roberto Bosqueiro Licio A. Velloso (11)3091-7961 sbordin@icb.usp.br

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