Efecto de la disponibilidad de hemo sobre la síntesis de esteroides y participación de glicosilfosfatidilinositol en la respuesta de ACTH en corteza adrenal de rata

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Dado que en la síntesis de hormonas esteroides a partir de colesterol participan distintos citocromos P450, que son hemoproteínas, es posible que exista una relación entre la síntesis de esteroides y la de hemo. Con el fin de analizar esta posibilidad, en el presente trabajo se estudió el efecto del...

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Autor principal: Martini, Claudia Noemí
Otros Autores: Vila, María del Carmen
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2004
Materias:
SINTESIS DE ESTEROIDES
ALDOSTERONA
CORTICOSTERONA
CITOCROMO P450
SINTESIS DE HEMO
ALA-SINTASA
ACTH
GLICOSILFOSFATIDILINOSITOL
FOSFATASA ALCALINA
GI
FOSFOLIPASA C
CORTEZA ADRENAL
STEROID SYNTHESIS
ALDOSTERONE
CORTICOSTERONE
CYTOCHROME P450
HEME SYNTHESIS
ALA-SYNTHASE
GLYCOSYLPHOSPHATIDYLINOSITOL
ALKALINE PHOSPHATASE
PHOSPHOLIPASE C
ADRENAL CORTEX
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3805_Martini
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Dado que en la síntesis de hormonas esteroides a partir de colesterol participan distintos citocromos P450, que son hemoproteínas, es posible que exista una relación entre la síntesis de esteroides y la de hemo. Con el fin de analizar esta posibilidad, en el presente trabajo se estudió el efecto del agregado de hemina sobre la síntesis de esteroides en adrenales de rata. Se encontró que la adición de hemina in vitro a homogenatos de adrenal o la administración de hemina a ratas in vivo, estimulan la síntesis de esteroides. Por otro lado, 3,5-dietoxicarbonil-1,4-dihidrocolidina, fue capaz de inhibir la síntesis de hemo en adrenal similarmente a lo que ha sido descripto en hígado, por inhibición de la última enzima de esta biosíntesis, la ferroquelatasa. El bloqueo de la síntesis de hemo en adrenal con DDC produjo una disminución de la acumulación de aldosterona y corticosterona producida por ACTH. Este efecto del DDC fue parcialmente revertido por tratamiento de las ratas con hemina. Es decir que el contenido de hemo es un factor limitante de la respuesta de un estimulador de la síntesis de esteroides como ACTH. El fenobarbital, un conocido inductor de la síntesis de hemo, que estimula la transcripción de la enzima regulatoria de esta biosíntesis, el ALA-sintasa, actuando sobre el promotor de este gen que es el mismo que se expresa en adrenal, fue capaz de estimular la síntesis de aldosterona y corticosterona en adrenales de rata. Además, se encontró que estimuladores de la síntesis de esteroides en adrenal, como ACTH y endotelina, son capaces de aumentar el mRNA de ALA-sintasa de modo de asegurar una suficiente provisión de hemo para transformar los apociticromos libres, involucrados en síntesis de esteroides, en holocitocromos activos. Es decir que la disponibilidad de hemo afecta la síntesis de esteroides y los estimuladores de la síntesis de esteroides aumentan el mRNA de ALA-s para asegurar esta disponibilidad. También en este trabajo se investigó la participación de glicosilfosfatidilinositol (GPI) en la respuesta de ACTH. Teniendo en cuenta que se había informado que ACTH estimula una fosfolipasa C que hidroliza GPI, lo que libera inositolfosfoglicano (IGP), que es capaz de inhibir la acumulación de esteroides mediada por ACTH y que ACTH estimula la liberación al medio extracelular de fosfatasa alcalina, una enzima anclada a la superficie celular por GPI; se quiso investigar si la liberación de fosfatasa alcalina por ACTH está mediada por una fosfolipasa C que hidroliza GPI y el mecanismo involucrado en la activación de esta fosfolipasa. Se encontró que ACTH a través de AMPc activa una Gi que es necesaria para la activación de una fosfolipasa C de GPI involucrada en la liberación de fosfatasa alcalina por la hormona. Es decir que el receptor de ACTH, como ha sido descripto con otros receptores acoplados a Gs que estimulan la producción de AMPc, es capaz de producir un posterior acoplamiento a Gi mediado por AMPc. Este acoplamiento a Gi media la activación de una fosfolipasa C de GPI lo que produce IPG que, como se había visto, es capaz de inhibir la respuesta de la hormona. Por lo tanto, la respuesta de ACTH se inicia con un acoplamiento a Gs y posteriormente un acoplamiento a Gi que mediaría una señal de apagado de la respuesta.
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Con el fin de analizar esta posibilidad, en el presente trabajo se estudió el efecto del agregado de hemina sobre la síntesis de esteroides en adrenales de rata. Se encontró que la adición de hemina in vitro a homogenatos de adrenal o la administración de hemina a ratas in vivo, estimulan la síntesis de esteroides. Por otro lado, 3,5-dietoxicarbonil-1,4-dihidrocolidina, fue capaz de inhibir la síntesis de hemo en adrenal similarmente a lo que ha sido descripto en hígado, por inhibición de la última enzima de esta biosíntesis, la ferroquelatasa. El bloqueo de la síntesis de hemo en adrenal con DDC produjo una disminución de la acumulación de aldosterona y corticosterona producida por ACTH. Este efecto del DDC fue parcialmente revertido por tratamiento de las ratas con hemina. Es decir que el contenido de hemo es un factor limitante de la respuesta de un estimulador de la síntesis de esteroides como ACTH. El fenobarbital, un conocido inductor de la síntesis de hemo, que estimula la transcripción de la enzima regulatoria de esta biosíntesis, el ALA-sintasa, actuando sobre el promotor de este gen que es el mismo que se expresa en adrenal, fue capaz de estimular la síntesis de aldosterona y corticosterona en adrenales de rata. Además, se encontró que estimuladores de la síntesis de esteroides en adrenal, como ACTH y endotelina, son capaces de aumentar el mRNA de ALA-sintasa de modo de asegurar una suficiente provisión de hemo para transformar los apociticromos libres, involucrados en síntesis de esteroides, en holocitocromos activos. Es decir que la disponibilidad de hemo afecta la síntesis de esteroides y los estimuladores de la síntesis de esteroides aumentan el mRNA de ALA-s para asegurar esta disponibilidad. También en este trabajo se investigó la participación de glicosilfosfatidilinositol (GPI) en la respuesta de ACTH. Teniendo en cuenta que se había informado que ACTH estimula una fosfolipasa C que hidroliza GPI, lo que libera inositolfosfoglicano (IGP), que es capaz de inhibir la acumulación de esteroides mediada por ACTH y que ACTH estimula la liberación al medio extracelular de fosfatasa alcalina, una enzima anclada a la superficie celular por GPI; se quiso investigar si la liberación de fosfatasa alcalina por ACTH está mediada por una fosfolipasa C que hidroliza GPI y el mecanismo involucrado en la activación de esta fosfolipasa. Se encontró que ACTH a través de AMPc activa una Gi que es necesaria para la activación de una fosfolipasa C de GPI involucrada en la liberación de fosfatasa alcalina por la hormona. Es decir que el receptor de ACTH, como ha sido descripto con otros receptores acoplados a Gs que estimulan la producción de AMPc, es capaz de producir un posterior acoplamiento a Gi mediado por AMPc. Este acoplamiento a Gi media la activación de una fosfolipasa C de GPI lo que produce IPG que, como se había visto, es capaz de inhibir la respuesta de la hormona. Por lo tanto, la respuesta de ACTH se inicia con un acoplamiento a Gs y posteriormente un acoplamiento a Gi que mediaría una señal de apagado de la respuesta. Since different cytochromes P450, which are hemeproteins, are involved in steroid biosynthesis; an interdependence between heme and steroid biosynthesis might occur. In order to evaluate this possibility, the effect of the addition of hemin on steroid biosynthesis in rat adrenals was investigated. It was found that in vitro addition of hemin to adrenal homogenates as well as hemin administration to rats in vivo increase steroid production. On the other hand, DDC, 3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydro-2,4,6-trimethylpyridine, was able to inhibit heme biosynthesis in adrenal in a way similar to that reported for liver, by inhibiting the last step in heme biosynthesis, ferrochelatase activity. The blockage of heme biosynthesis in adrenal with DDC provoked a decrease in ACTH-mediated aldosterone and corticosterone accumulation. The effect of DDC was partially reversed by ACTH treatment. Thus adrenal heme content is limiting the response of an stimulator of steroid synthesis such as ACTH. Phenobarbital, a known activator of heme synthesis, which stimulates the transcription of the regulatory enzyme of this pathway, ALA-synthase, upon activation of the promotor of this gene that is also expressed in adrenal, was able to increase aldosterone and corticosterone synthesis in rat adrenal. In addition, it was found that simulators of steroid biosynthesis, such as ACTH and endothelin, were able to increase, the mRNA of ALA-synthase, in order to provide enough heme to transform steroidogenic apocytochromes into active holocytochromes. In conclusion, heme availability affects steroid biosynthesis and stimulators of steroid biosynthesis increase ALA-synthase mRNA to ensure this availability. It was also investigated the involvement of glycosylphosphatidylinositol (GPI) in ACTH action. Taking into account that it was reported that ACTH activates a GPI-phospholipase C releasing inositolphosphoglycan (IPG) which inbhibits ACTH-mediated steroid accumulation and that ACTH increases the release to the extracellular medium of a GPI-anchored protein, alkaline phosphatase; the involvement of GPI-phospholipase C on the release of this enzyme by the hormone and its mechanism of activation was evaluated. It was found that ACTH through cAMP activates Gi, which mediates the activation of a GPI-phospholipase C that releases alkaline phosphatase. Thus ACTH receptor, as it was reported for other Gs-coupled receptors which increase cAMP production, is able to couple to Gi and the switch is mediated by cAMP. Once coupled to Gi, ACTH receptor activates a GPI-phospholipase C which in turn produce IPG that is able to inhibit ACTH action. ACTH action is initiated by coupling to Gs, then cAMP-mediated switch to Gi occurs, which signals to turn off the response. Fil: Martini, Claudia Noemí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. 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