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
-A proteína CHIP 28* – eritrócitos,
células renais (alta permeabilidade)
-ovócitos de Xenopos laevis
RNA
mensageiro
de CHIP28
Ovócitos de
Xenopus laevis
•
Channel-like membrane integral protein of 28kD
Membrana de Ovócito
expressando a proteína
CHIP 28
-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:
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
Moléculas de
água
Fosfolípides
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
AQP 0, 1, 4, 5
AQP 4 - Membrana perivascular de
astrócitos, olhos, orelha, músculo
esquelético, estômago e túbulos
coletores
AQP 3
AQP 1,4
AQP 4
AQP 5 - Córnea, glândulas salivares serosas,
sudoríparas , e células epiteliais
pulmonares
AQP 3, 5
AQP 9
AQP 1, 2, 3, 4, 6 , 7 e 8
AQP 6 – Túbulos coletores
AQP 3, 10
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 0, 3,7, 8,
9, 10
AQP 4
Aquaporinas no Sistema Reprodutor Masculino
-Homeostase de fluidos : reabsorção, secreção fluidos eletrólitos
-Importância do movimento de fluidos
-AQPs: testículo, trato genital e glândulas acéssorias
Aquaporinas nos testículos
HERMO et al, 2004
Célula de Sertoli: AQP 0, AQP 8
Espermatócitos:
AQP2, AQP8??
Espermatozóides
Célula de Leydig:AQP 0, AQP9
AQP7 e AQP8 (?)
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
AQP-1, AQP2, AQP-9
Epidídimo
Cel. Principal
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,AQP9 , AQP10)
Espermatócitos:
AQP2, AQP8??
AQP1, AQP3 e AQP9
E
P
I
D
Í
D
I
M
O
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
AQP9
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) E
9 (c. princ)
TS
Cel.Sertoli: AQP 0,2, 8
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)
P
I
D
Í
D
I
M
O
AQP-1, AQP2, AQP-9
Trato Genital Masculino:
Cel.Leydig: AQP 0, 9
ED:AQP1, 9 , 10 (mv ,cilios
endot)
AQP-1,( c. Mioide)
3(cel basa l/edot) E
9 (c. princ)
P
I
D
Í
D
I
M
O
TS:
Cel.Sertoli: AQP 0,2, 8
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)
AQP-1, AQP2, AQP-9
(+)AQP-9 cel.principal e clara
90% reabsorvido pelos ductulos
eferentes: concentracao e maturacao
dos espermatozoides