Estrutura, distribuição e função de AQUAPORINAS: ênfase no sistema reprodutor masculino Aluna: Patricia de Lima Orientadora: Dra Cleida A. de Oliveira Belo Horizonte, Setembro 2004

Transporte água na célula - Importância Parte essencial dos líquidos, secreções e das células (água intracelular) Meio para reações metabólicas Meio transporte/excreção substâncias

Água nas células

Caminhos moleculares para o transporte de substâncias através das membranas Difusão Simples Difusão Facilitada Transporte Ativo

Observações que levaram à descoberta das AQPs: - Alta permeabilidade: eritrócitos e células renais - Taxa difusão alta nestas células não é explicada só pela difusão simples. Inibição difusão água por mercúrio em algumas células Regulação da permeabilidade a água por hormônios

Aquaporinas - descoberta -A existência de canais para água nas membranas foi predita já em 1957 por V.W. Sidel e A.K. Solomon - a proteína responsável por esse transporte não tinha sido isolada - Agre et al, 1987: Primeiro artigo sobre aquaporinas

-ovócitos de Xenopos laevis -A proteína CHIP 28* – eritrócitos, células renais (alta permeabilidade) -ovócitos de Xenopos laevis RNA mensageiro de CHIP28 Ovócitos de Xenopus laevis Membrana de Ovócito expressando a proteína CHIP 28 Channel-like membrane integral protein of 28kD

-Aumento 100X permeabilidade ovócito - inibida por Hg -Proteína renomeada AQUAPORINA-1 (AQP1)

Aquaporinas - Proteínas integrais da membrana - canais transferência de água e pequenos solutos através da membrana

Aquaporinas ocorrência: 11 isoformas de Aquaporinas em mamíferos Bactérias, Plantas e Animais 11 isoformas de Aquaporinas em mamíferos

Aquaporina 1 – Estrutura Molecular Quatro monômeros - AQP1 -Estrutura do monômero: 6 alfa-hélices transmembrana, com 2 alças formadoras do poro. A alça contém a sequência NPA de aminoácidos

AQP Fosfolípides Moléculas de água Monômero de aquaporina

Como se realiza o transporte de água -Aquaporina 1 - poro passivo - passagem água movida pelo gradiente osmótico. -A água é selecionada pelo tamanho e pela carga elétrica. -Íons não a atravessam por estarem hidratados

Não Apenas Água - Família aquaporinas é dividida em : *Aquaporinas – Selecionam apenas água *Aquagliceroporinas - Água e Glicerol AQP 3 transporte de GLICEROL para o eritrócito AQP 7 tecido adiposo transporte de glicerol originado dos TAG AQP 9 captação de glicerol pelo fígado para formação de glicose Subtipos de AQPs de mamíferos expressos em células/tecidos específicos

A LOCALIZAÇÃO DAS DIVERSAS AQUAPORINAS AQP 0- Cristalino AQP 1 – Vasos Sanguíneos, Túbulos renais proximais, Alça de Henle Orelha, Olhos TAKATA et al ,2004

AQP2 – Localizada nos túbulos coletores Concentração da Urina Regulada por hormônio ADH ADH estimula a inserção da AQP 2 na membrana plasmática da célula principal dos túbulos coletores Diabetis insipidus Nefrogênico: Pode ser causada por mutação no gene que codifica AQP2 ADH agua exocitose transporte transducao sinal AQP 2

AQP 3 – túbulos coletores, epiderme, tratos respiratório e digestivo AQP 4 - Membrana perivascular de astrócitos, olhos, orelha, músculo esquelético, estômago e túbulos coletores AQP 5 - Córnea, glândulas salivares serosas, sudoríparas , e células epiteliais pulmonares AQP 6 – Túbulos coletores AQP 7 – Adipócitos, testículos e rins AQP 8 – Rins, testículos e figado AQP 9 – Fígado e leucócitos AQP 10- intestino, dúctulos eferentes e epidídimo AQP 1, 2, 3, 4, 6 , 7 e 8 AQP 4 AQP 0, 1, 4, 5 AQP 3 AQP 3, 5 AQP 3, 10 AQP 1,4 AQP 0, 3,7, 8, 9, 10 AQP 9

Aquaporinas no Sistema Reprodutor Masculino Homeostase de fluidos : reabsorção, secreção fluidos eletrólitos Importância do movimento de fluidos AQPs: testículo, trato genital e glândulas acéssorias

Espermatozóides Aquaporinas nos testículos AQP7 e AQP8 (?) HERMO et al, 2004 Célula de Sertoli: AQP 0, AQP 8 Espermatócitos: AQP2, AQP8?? AQP7 e AQP8 (?) Espermatozóides Célula de Leydig:AQP 0, AQP9

Dúctulos eferentes C NC AQP1 (MV, basolat, peritubular; endotélio) AQP9 (MV) AQP10 (MV, cílios,endotélio) 90% fluido testicular reabsorvido pelos dúctulos eferentes: concentração e maturação dos espermatozóides nos EP

Vias genitais: Ducto deferente Epidídimo Cel. Principal Cel. Basal AQP-1, AQP2, AQP-9 Cel. Principal Epidídimo AQP-1( peritubular, endotélio) AQP3(cel basal/endotélio) AQP9(cel principal e clara) AQP 10 endotélio Cel. Basal

Sistema Genital Masculino: Cel.Leydig: AQP0, AQP9 AQP1, AQP3 e AQP9 E P I D Í M O AQP1,AQP9 , AQP10) Espermatócitos: AQP2, AQP8?? Cel.Sertoli: AQP0, AQP8 AQP-1, AQP2, AQP-9 Próstata - AQP1 e AQP9 Vesícula seminal - AQP1 Brown et al, 1993 (AQP-1); Stevens et al, 2000 (AQP-2) Elkjaer et al, 2000 (AQP-9)

Regulação da Expressão da AQPs no Trato Reprodutor Masculino Dúctulos Eferentes ESTRÓGENOS X ANDRÓGENOS (DHT + Testosterona)

Obrigada!

Trato Genital Masculino: Cel.Leydig: AQP 0, 9 AQP-1,( c. Mioide) 3(cel basa l/endot) 9 (c. princ) E P I D Í M O TS Cel.Sertoli: AQP 0,2, 8 AQP-1, AQP2, AQP-9 Próstata - AQP-1 e AQP-9 Vesícula seminal - AQP-1 (+) Brown et al, 1993 (AQP-1); Stevens et al, 2000 (AQP-2) Elkjaer et al, 2000 (AQP-9)

Trato Genital Masculino: Cel.Leydig: AQP 0, 9 AQP-1,( c. Mioide) 3(cel basa l/edot) 9 (c. princ) ED:AQP1, 9 , 10 (mv ,cilios endot) E P I D Í M O TS: Cel.Sertoli: AQP 0,2, 8 AQP-1, AQP2, AQP-9 Próstata - AQP-1 e AQP-9 Vesícula seminal - AQP-1 (+) (+)AQP-9 cel.principal e clara 90% reabsorvido pelos ductulos eferentes: concentracao e maturacao dos espermatozoides Brown et al, 1993 (AQP-1); Stevens et al, 2000 (AQP-2) Elkjaer et al, 2000 (AQP-9)