Gama-glutamil transpeptidase como alvo de ação da 1,25(OH)2 vitamina D3 na membrana plasmática das células de Sertoli

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2014A 1a,25-diidroxivitamina D3 (1,25-D3) é o metabólito ativo da vitaminaD3. A 1,25-D3 é crítica para a manutenção da reprodução, já que aredução da fertilidade foi observada em ratos machos deficientes devitamina D. Este hormônio exerce ações via receptor nuclear (VDRn) eatravés de vias de respostas rápidas associadas a um receptor presente namembrana plasmática (VDRmem). As células de Sertoli são o principalcomponente estrutural do túbulo seminífero, e são responsáveis pelaregulação do fluxo de nutrientes para as células germinativas emdesenvolvimento. Dois fatores importantes no metabolismo das célulasde Sertoli são a atividade da enzima gama-glutamil transpeptidase(GGT) e a secreção de lactato para a nutrição das células germinativas.O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito e o mecanismo de ação da1,25-D3 na atividade da enzima GGT e no metabolismo energéticoatravés da secreção de lactato e captação de glicose em células de Sertolide ratos de 30 dias de idade. Neste trabalho foi demonstrado que a 1,25-D3 aumentou a atividade da GGT em 6 h através da interação com oreceptor VDRmem e possível ativação da proteína cinase A (PKA), eem tempos mais prolongados o bloqueio da síntese proteica inibiu oefeito do hormônio, sugerindo que a regulação da atividade da GGT pela1,25-D3 também esteja relacionada à expressão da enzima. Como a GGTparticipa na regeneração da glutationa (GSH), os níveis de GSH foramestudados nas células de Sertoli, porém não houve alteração destesníveis no tratamento com a 1,25-D3. O lactato é o substrato energéticopreferencial das células germinativas, e foi verificado que o tratamentodas células de Sertoli com a 1,25-D3 estimulou a liberação de lactato,além de aumentar a captação de [14-C]-2-Deoxi-d-glicose (14C-DG) e aatividade intracelular da enzima lactato desidrogenase (LDH). Afosforilação oxidativa foi verificada nas células de Sertoli através derespirometria de alta resolução, e foi observado que a respiraçãomitocondrial não foi alterada nas células tratadas com a 1,25-D3corroborando com o aumento da produção de lactato pelas células deSertoli. Neste ensaio também foi observada uma diminuiçãosignificativa na produção de espécies reativas de oxigênio. Foi medida aatividade da enzima LDH extracelular, onde foi demonstrado que a1,25-D3 não possui capacidade citotóxica. Como conclusão destetrabalho, a 1,25-D3 aumenta a atividade da GGT e secreção de lactato,parâmetros importantes da função das células de Sertoli, o que sugereque este hormônio representa um dos fatores importantes na regulaçãodo metabolismo das células de Sertoli, destinado a aumentar ofornecimento de nutrientes e melhorar os mecanismos de defesaantioxidantes para o desenvolvimento normal e completo da ondaespermatogênica.Abstract: 1a,25-diidroxivitamin D3 (1,25-D3) is the biologically active metaboliteof vitamin D3. 1,25-D3 is critical for the maintenance of normalreproduction since reduced fertility is observed in vitamin D-deficientmale rats. This hormone acts through a nuclear receptor (VDRn) and viarapid response pathways associated to a putative membrane receptor(VDRmem). Sertoli cells are the most important structural component ofseminiferous tubules, and they are responsible for regulating the nutrientinflux for germ cells development. Two important factors in Sertoli cellmetabolism regulation are the gamma-glutamyl transpeptidase (GGT)enzime activity and lactate secretion for germ cell nutrition. The aim ofthe present work was to study the effect and mechanism of action of1,25-D3 on GGT activity and on metabolic activity through lactatesecretion and glucose uptake in 30-day-old rat Sertoli cells. The resultsshow that 1,25-D3 increased GGT activity in 6 h through interactionwith VDRmem and possibly with protein kinase A (PKA) activation,and in longer incubations the protein synthesis inibition prevented thehormone effect, suggesting that the GGT activity regulation by the 1,25-D3 is also related to enzyme synthesis. As GGT is also related togluthatione (GSH) regeneration, the GSH levels in Sertoli cells wereverified, but no alteration was observed in cells incubated with 1,25-D3.Lactate is the preferred energetic substract of germ cells, and it wasobserved that Sertoli cells treatment with 1,25-D3 increased the lactaterelease, and also [14-C]-2-Deoxy-d-glucose (14C-DG) uptake and lactatedehydrogenase (LDH) intracellular activity. The oxidativephosphorylation in Sertoli cells was verified through high resolutionrespirometry, and it was observed that mitochondrial respiration was notaltered in cells treated with 1,25-D3, although the increased lactaterelease in these cells. In this essay it was also observed a decrease inoxygen reactive species production. The extracellular LDH activity wasmeasured and it was demonstrated that 1,25-D3 doesn?t have citotoxiccapacity. From this work, it is concluded that 1,25-D3 regulates GGTactivity and lactate release, significant parameters of Sertoli cellfunction, suggesting that this hormone represents an important factor inthe regulation of Sertoli cell metabolism. Also, 1,25-D3 improvescellular antioxidant defenses to the ongoing spermatogenesis