Control of basal ciliary activity and response to mechanical and chemical stimuli depend on extracellular ATP through an autocrine/paracrine mechanism.
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Date
2014
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Abstract
En el epitelio mucociliado de las vías respiratorias y del oviducto, la frecuencia de batido ciliar (CBF) es el principal factor que determina la efectividad del transporte mucociliar. CBF se puede medir en un estado basal o incrementada por un estimulo químico o mecánico. ATP es un conocido estimulante de la CBF, efecto que es mediado por la activación de receptores purinérgicos. El incremento en la CBF inducido por ATP depende de la liberación de Ca2+ de almacenes intracelulares y de la entrada de Ca2+ desde el medio extracelular. En células del epitelio respiratorio, ATP es liberado al medio extracelular de manera constitutiva o en respuesta a una estimulación mecánica (MS), por un mecanismo que involucraría hemicanales (HCs) de panexina 1 (Panx1) o de conexina 43 (Cx43). El objetivo de este estudio fue determinar si ATP liberado por el epitelio mucociliado contribuye en el mecanismo de control de la actividad ciliar basal y si el incremento de la CBF inducido por una estimulación química y mecánica es mediado por la liberación de ATP.
Se utilizaron cultivos primarios de células ciliadas de epitelio de tráquea de ratón, de adenoides de humano y de oviducto de rata. Una disminución en las concentraciones extracelulares de ATP con apirasa (APY), se correlacionó con una disminución de la CBF basal (~50%) y de [Ca2+]i. El tratamiento conjunto con CBX, un inhibidor de los HCs o canales formados por Cx y Panx, oATP, un antagonista de los receptores P2X7 y apirasa redujeron aún más la CBF basal (~85%). La estimulación mecánica produjo un incremento en la CBF, propagación de una onda de calcio y un incremento en las e[ATP]. Todos estos cambios fueron prevenidos con APY. El incremento en la CBF y en las [Ca2+]i por un estímulo químico de ATP fueron bloqueados por CBX, el cual, también disminuyó la e[ATP]. Nuestros resultados sugieren que la liberación de ATP por las células de epitelio ciliado es necesaria para mantener la actividad ciliar basal y para mediar el incremento en la CBF inducido por una estimulación química y mecánica. El mecanismo molecular subyacente involucraría HCs para la liberación de ATP y la activación del receptor P2X7-R.
Se utilizaron cultivos primarios de células ciliadas de epitelio de tráquea de ratón, de adenoides de humano y de oviducto de rata. Una disminución en las concentraciones extracelulares de ATP con apirasa (APY), se correlacionó con una disminución de la CBF basal (~50%) y de [Ca2+]i. El tratamiento conjunto con CBX, un inhibidor de los HCs o canales formados por Cx y Panx, oATP, un antagonista de los receptores P2X7 y apirasa redujeron aún más la CBF basal (~85%). La estimulación mecánica produjo un incremento en la CBF, propagación de una onda de calcio y un incremento en las e[ATP]. Todos estos cambios fueron prevenidos con APY. El incremento en la CBF y en las [Ca2+]i por un estímulo químico de ATP fueron bloqueados por CBX, el cual, también disminuyó la e[ATP]. Nuestros resultados sugieren que la liberación de ATP por las células de epitelio ciliado es necesaria para mantener la actividad ciliar basal y para mediar el incremento en la CBF inducido por una estimulación química y mecánica. El mecanismo molecular subyacente involucraría HCs para la liberación de ATP y la activación del receptor P2X7-R.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención en Ciencias Fisiológicas)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2014