Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59552
Type: Dissertação
Title: A ativação do adrenoceptor-β2 pelo formoterol induz a exocitose cálcio-dependente de vesículas sinápticas na junção neuromuscular de camundongos
Authors: Kivia Barretos Soares Santos
First Advisor: Cristina Guatimosim Fonseca
First Co-advisor: Matheus de Castro Fonseca
First Referee: Walter Cavalcante
Second Referee: Luiz Carlos Carvalho Navegantes
Abstract: O sistema noradrenérgico tem uma ampla gama de efeitos em diferentes sistemas fisiológicos e os efeitos no músculo esquelético ocorrem principalmente por meio da ativação de receptores da família β. Os receptores β2 são os mais abundantes e sua ativação promove diversas vias de sinalização que resultam em processos anabólicos e hipertrofia. O uso de agonistas-β2 no músculo esquelético tem sido considerado uma droga potencial para o tratamento de patologias que podem gerar atrofia muscular. Entretanto, seus efeitos na junção neuromuscular e nas sinapses colinérgicas ainda são pouco explorados. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos pré-sinápticos do fármaco agonista-β2 específico fumarato de formoterol na transmissão sináptica neuromuscular em preparações ex-vivo de diafragma de camundongos. Para este estudo, foi isolado o músculo diafragma e nervo frênico de camundongos C57 machos e femeas com 3 meses de idade. A exocitose de vesículas sinápticas nas junções neuromusculares foi visualizada e monitorada através do uso da sonda fluorescente FM1-43. Estas preparações, após o protocolo de marcação com FM1-43, foram incubadas com fumarato de formoterol em concentrações crescentes (0,01, 0,1, 0,25, 1, 10 e 50 μM) com o objetivo de construir uma curva dose-resposta. Nossos resultados mostram que o formoterol induz a exocitose de vesículas sinápticas nas junções neuromusculares diafragmáticas, tanto em machos quanto em fêmeas. Este agonista apresenta efeito considerável já na concentração de 0,1 μM, com queda de fluorescência de aproximadamente 40% nos machos. A taxa de exocitose vesicular é diretamente proporcional ao aumento da concentração da droga nos machos. As fêmeas se mostraram menos sensíveis aos efeitos do formoterol, já que todas as concentrações testadas superiores a 0,01 μM tiveram o mesmo efeito. Esses resultados sugerem que o formoterol é capaz de evocar a exocitose de vesículas sinápticas nas junções neuromusculares. Para investigar os mecanismos de ação pelos quais a droga induz a exocitose de vesículas, avaliamos os efeitos do formoterol associado ao KCl, um composto indutor de exocitose independente de sódio. Observamos um efeito aditivo do KCl e do formoterol, visto que a taxa de decaimento do sinal fluorescente aumentou com o aumento da concentração de formoterol. Com base nisso, levantamos a hipótese de que o formoterol e o KCl induzem a exocitose por mecanismos diferentes. Este estudo demonstra que o formoterol tem ações pré-sinápticas e é capaz de aumentar tanto a exocitose espontânea quanto a evocada. Os resultados obtidos podem abrir caminhos para possíveis estudos futuros que irão elucidar os mecanismos de ação dos β2 agonistas no músculo esquelético e consolidar esta classe de fármacos como estratégia terapêutica para o tratamento de miastenias e diversas outras patologias neuromusculares.
Abstract: The noradrenergic system has a wide range of effects in different physiological systems and the effects on skeletal muscle mainly occur via the activation of β-family receptors. In the skeletal muscle, the β2 receptors are the most abundant and their activation promotes several signaling pathways that result in anabolic processes and hypertrophy. The use of β2-adrenergic agonists in skeletal muscle has been considered a potential drug for treatment of pathologies that can generate muscle atrophy. Meanwhile, its effect on the neuromuscular junction and on the cholinergic synapses are still poorly explored. Thus, the objective of this work is to evaluate the presynaptic effects of the specific β2-agonist drug formoterol fumarate on neuromuscular synaptic transmission in mice diaphragm ex-vivo preparations. For this study, the diaphragm muscles associated with the phrenic nerve from three-month-old male and female C57 mice were isolated. Synaptic vesicles exocytosis at the neuromuscular pre- synaptic terminals was visualized and monitored with the use of the vital dye FM1-43 and fluorescence microscopy. After stained preparations were incubated with formoterol fumarate at increasing concentrations (0.01, 0.1, 0.25, 1, 10 e 50 μM) in order to build a dose-response curve. Our results show that formoterol evokes exocytosis of synaptic vesicles in the diaphragmatic neuromuscular junctions in both male and female animals. Formoterol presented a considerable effect in the concentration of 0.1 μM, with a fluorescence decay of approximately 40% in males. The rate of decay of the fluorescent signal which reflects exocytic activity is directly proportional to the increase of the drug concentration in males. Females appear to be less sensitive to the effects of formoterol since in all concentrations the effect observed was similar. These results suggest that formoterol evokes the exocytosis of synaptic vesicles at neuromuscular junctions. To go deeper into the mechanisms by which formoterol can evoke synaptic vesicles exocytosis, we co-stimulated the preparations with formoterol plus KCl, a sodium-independent exocytosis-inducing compound. We observed an additive effect of KCl and formoterol, given that the rate of decay of the fluorescent signal increased as the concentration of formoterol increased. Therefore, we hypothesized that formoterol and KCl induced exocytosis through different mechanism. This study demonstrates that formoterol has presynaptic actions and increases both spontaneous and evoked exocytosis. The results obtained may pave the way for future studies that will elucidate the mechanisms of action of β2 agonists in skeletal muscle and consolidate this class of drugs as a therapeutic strategy for the treatment of myasthenia and several other neuromuscular pathologies.
Subject: Biologia Celular
Transmissão Sináptica
Junção Neuromuscular
Fumarato de Formoterol
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/59552
Issue Date: 19-Dec-2022
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado



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