Participation of transient receptor potential vanilloid type 4 (TRPV4) and melastatin type 8 (TRPM8) in micturition dysfunction of diabetic mice

Autor: Antonio Celso Saragossa Ramos/Filho
Přispěvatelé: Antunes, Edson, 1960, Delbin, Maria Andréia, Gontijo, Jose Antonio Rocha, Lima, Clélia Akiko Hiruma, Pupo, Andre Sampaio, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Médicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Edson Antunes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Os receptores TRPV4 e TRPM8 são expressos no urotélio e em fibras aferentes sensitivas da bexiga. Fisiologicamente, a ativação mecânica do receptor TRPV4 na parede da bexiga participa do controle miccional. Em doenças de origem inflamatória, esses receptores adquirem funcionalidade importante. As disfunções da bexiga no diabetes podem estar associadas a alterações ao nível de detrusor, inervação e urotélio. A disfunção urotelial parece ser a responsável por desencadear as alterações neurais e musculares da bexiga. Assim, o objetivo do presente estudo foi investigar os mecanismos fisiopatológicos da ativação dos receptores TRPV4 e TRPM8 no estado diabético em camundongos. Para tanto, dividimos o estudo em duas etapas, sendo que na primeira avaliamos a participação dos receptores TRPV4 e TRPM8 nos mecanismos contráteis e relaxantes do detrusor isolado de animais controles e knockout para esses canais. Em uma segunda etapa estudamos a ativação desses canais em camundongos diabéticos pela injeção intraperitoneal de estreptozotocina (180 mg/Kg) por 4 semanas. Em fragmentos do detrusor isolados de camundongos mostramos que o agonista do receptor TRPV4, GSK1016790A, causou resposta contrátil dependente da concentração. Por outro lado, quando os tecidos foram contraídos com solução despolarizante de KCl, o GSK1016790A causou relaxamento da preparação. No detrusor isolado de animais TRPV4-/- verificamos hipercontratilidade ao carbacol (agonista muscarínico) e à estimulação elétrica, assim como redução no relaxamento ao agonista ?-adrenérgico não-seletivo, isoprenalina. Estes efeitos não foram obtidos com os antagonistas dos receptores TRPV4, RN1734 e HC067047. A indução do diabetes causou nocicepção mecânica e aumento da proporção entre bexiga e peso corpóreo após 4 semanas da injeção. A avaliação miccional dos animais diabéticos mostrou aumento da capacidade, frequência urinária e das contrações involuntárias da bexiga. Observamos ainda hipercontratilidade do detrusor ao carbacol, à estimulação elétrica e ao KCl. A indução do diabetes em animais TRPV4-/- não modificou as disfunções "in vivo" e "in vitro" observadas nos animais wyld type diabéticos, mostrando que a ausência crônica dos receptores TRPV4 desencadeia alterações miccionais que são anteriores as causadas pelo diabetes. Também verificamos que os animais TRPM8-/- não apresentam alteração na resposta contrátil ao carbacol e à estimulação elétrica. Por outro lado, o mentol, mas não a icilina, reduziu significativamente as respostas contráteis nestes animais. O mentol inibiu o influxo de cálcio extracelular em cultura de células da musculatura lisa da bexiga por mecanismo inibitório direto nos canais Cav1.2. O tratamento agudo com mentol, intraperitoneal e intravesical, atenuou as disfunções miccionais observadas nos camundongos diabéticos. "In vitro" o pré-tratamento com mentol reduziu a hipercontratilidade ao carbacol no grupo diabético, sem alterar a resposta no grupo controle. Concluímos que o mentol impede a resposta contrátil da bexiga por mecanismo independente do receptor TRPM8 bloqueando o influxo de cálcio extracelular nos canais Cav1,2, podendo ser utilizado como tratamento na hiperatividade de bexiga de origem miogênica Abstract: The TRPV4 and TRPM8 receptors are expressed in bladder urothelium and sensitive afferent fibers. Physiologically, the mechanical activation of TRPV4 receptor in the bladder wall is involved in micturition control. In inflammatory diseases, these receptors may have important roles. The bladder dysfunction in diabetes may be associated with changes at the level of detrusor, innervation and urothelium. The urothelial dysfunction triggers neural changes, modifying consequently the smooth muscle contractility. Thus, the goal of the present study was to investigate the pathophysiological mechanisms of TRPV4 and TRPM8 receptor activation in physiological and diabetic conditions in mice. For this purpose we divided the study in two phases, the first of which we evaluated the participation of TRPV4 and TRPM8 receptors in detrusor contractile and relaxing mechanisms in control and knockout animals for these channels. In the second phase we studied the activation of these channels in diabetic mice induced by intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ; 180 mg / kg, 4 weeks). The TRPV4 agonist GSK1016790A produced concentration-dependent detrusor contractions. On the other hand, in detrusor pré-contracted with KCl (80 mM), GSK1016790A caused relaxation responses. In TRPV4-/- animals, we verified hypercontractility to carbachol (muscarinic agonist) and electrical-field stimulation, as well as a decreased relaxation to isoprenaline (non-selective ?-adrenergic agonist). These effects were not obtained with the TRPV4 antagonists, RN1734 and HC067047. Induction of diabetes with STZ caused hyperglycemia, mechanical nocicepton, and increased ratio between bladder and body weight after 4 weeks. The miccturition evaluationin diabetic animals showed increased capacity, urinary frequency, and non-voiding contractions. Hypercontractility to carbachol, electrical-field stimulation and KCl in isolated detrusor were lso observed. The induction of diabetes in TRPV4-/- animals did not change the urinary dysfunctions. Our data are consistent with the proposal that TRPV4 receptor has a physiological function in micturition control by decreasing muscarinic-induced contractions and increasing ?-adrenergic-mediated relaxations. Moreover, the bladder contractions to carbachol and EFS in TRPM8-/- did not significantly change compared to TRPM8+/+. However, menthol (300 ?M), but not icilin (1 ?M), significantly inhibited these contractile responses. The menthol (300 ?M) inhibited extracellular calcium influx in bladder smooth muscle cell culture by direct mechanism though Cav1.2 channels. In addition the acute treatment with menthol, intraperitoneal and intravesical, atenuated the micturition dysfunctions observed in diabetic mice. Also, detrusor preparations pre-treated with menthol decreased carbachol hypercontractility, without changing the responses in normoglycemic group. Menthol reduces bladder contractions by mechanisms independent of TRPM8 receptor activation, inhibiting extracellular calcium influx through Cav1.2 channel, thus been considered as treatment for bladder overactivity of myogenic origin Doutorado Farmacologia Doutor em Farmacologia
Databáze: OpenAIRE
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