universidade federal do cearÁ programa de pÓs-graduaÇÃo em zootecnia tÓpicos especiais em...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁUNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA

TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO

Erika Bezerra de MenezesErika Bezerra de MenezesArlindo de A. A. MouraArlindo de A. A. Moura

HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS EFEITOS

FISIOLÓGICOS SOBRE A REPRODUÇÃO

MASCULINA E FEMININA

Hormônio do crescimento GH

Isolado 1944

Cadeia única – 191 aa

Família - prolactina e lactogênio placentário

(Somatotropinas coriônicas)

Superfamília – Fatores hematopoiéticos,

interleucinas, Factor estimulador de colonias

de granulócitos e macrófagos

ESTRUTURA DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTOESTRUTURA DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

Apresenta variações na sequência de aa

Varias espécies domesticas

Primatas

Homem ( ≠ na posição de 4 aa)

Bovinas x humana

30%

Bovina x ovina

1%


(Soares et al., 1999)

Duas pontes dissulfeto

Posição 120

Glicina

Confere sua

atividade

biológica


Estrutura tridimensional do GH


Mamíferos único gene

Primatas – ocorreu duplicações ao ponto de

originar vários genes semelhantes ao GH

GH-N Hipófise

GH-V

CS

Homem - hGH-N, hCS-L, hGH-V hCS-A e hCS-B

5 exóns e 4 introns

2,6 – 3,0 pb (3,5-4,5 pb)

GENE QUE DECODIFICA O HORMÔNIO DO GENE QUE DECODIFICA O HORMÔNIO DO CRESCIMENTOCRESCIMENTO

Placenta

Cromossomo Cromossomo 17q22-q2417q22-q24

CONTROLE DA EXPRESSÃO DO GENE DO GH NA CONTROLE DA EXPRESSÃO DO GENE DO GH NA HIPÓFISEHIPÓFISE

Regulação

Basal

Dedos de zinco (Zinc fingers)

Especifica

Fator específico de sua secreção na hipófise

(PIT-1)

GAF-1 ou PUF -1

CONTROLE DA EXPRESSÃO DO GENE DO GH NA CONTROLE DA EXPRESSÃO DO GENE DO GH NA HIPÓFISEHIPÓFISE

Específica

T4

AMPc

Glicorticoides

Ácido retinóico

Ativina (Família do fator de transformação do

crescimento)

Basal

GHRH

PIT-1

mRNA GH

Receptor

Superfamília dos receptores para citocinas

Modelo

RECEPTOR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTORECEPTOR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

Domínio extracelular

(24 aa)

Domínio intracelular

(350 aa)Cascata transcriptacional

(Kelly et al., 1991)

Local de expressão

Órgãos não reprodutivos

Fígado

TGI

Hipotálamo

Órgãos reprodutivos

Ovário (Oócito, céls. da teca e granulosa)

Testículo (Céls. Leyding e Sertoli)

Útero

Glândula mamária

RECEPTOR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTORECEPTOR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

(Marshal et al., 2003)

Dois locais de interação com seu receptor

RECEPTOR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

Brooks et al., 2008

REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DO HORMÔNIO DO REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTOCRESCIMENTO

ATP AMPc

Hexapeptídeo

sintético

GHRP

Metil-quefalina

(Bowers et al., 1993)

Grelin – peptídeo bioativo natural


MECANISMO DE AÇÃO DO HORMÔNIO DO MECANISMO DE AÇÃO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTOCRESCIMENTO

Mediadores extracelular

IGF-1

Mediadores intracelular

JAK2 tirosina quinase

MAP quinase

Inositol 3 fosfato (IP3)

AMPc

(Kaiser et al., 2001)

(Rotwein et al., 1994)

(Makarevich e Sirotkin, 1997)

(Ihle e Gilliland, 2007)

(Waters et al, 2006)

MEDIADORES INTRACELULAR DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

Stat response elements

Pequenas GTPase semelhante a RAS

RalA

RalB

METABOLISMO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTOMETABOLISMO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

Secreção (ritmo circadiano)

3 a horas de intervalos

45 ng/mL

Ação

Após o inicio do sono

GHBP

Clivagem da porção extracelular do receptor

do GH

Transcritos GHR ou gene GHBP

Circulação

2 isoformas do GH

Alta afinidade à GHBP

22 KDa

Baixa afinidade à GHBP

20 KDa

GH GHBP

Prolongar ½ vida sua circulação

METABOLISMO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTOMETABOLISMO DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO

HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS

EFEITOS FICIOLÓGICOS NO MACHO EFEITOS FICIOLÓGICOS NO MACHO

HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS EFEITOS HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS EFEITOS FISIOLÓGICOS NO MACHOFISIOLÓGICOS NO MACHO

Ratos, camundongos e humanos

Deficiência congênita do GH

Resistência ao GH

Defeitos reprodutivos

Atraso na puberdade;

Desenvolvimento abaixo do normal dos órgãos

reprodutivos (genitália externa);

Redução do comportamentos sexual

(Rosenfeld et al, 1994)

(Chubb, 1987)

(Bartlett et al, 1990)


Pacientes com excessiva produção de GH

Adenoma adenohipofisário

Acromegalia

Redução da libido e potência

Ratos transgênicos - GH

Alterações no padrão de liberação de

gonadotrofinas;

Déficits no comportamento sexual;

Alterações patológicas nas glândulas sexuais

acessórias.

(Janduic et al, 1982)

(Bartke et al, 1997)


Camundongos

Deficiência do IGF-I

Maturação sexual

Infertilidade

(Baker et al, 1996)

Fig. Ações do GH direta e mediada pelo IGF-1 e, função das IGFBPs e suas degradações proteolíticas


EFEITOS DO GH NO MACHOEFEITOS DO GH NO MACHO

Puberdade Maturidade sexual

Desenvolvimento do Sistema Reprodutor Interno

Desenvolvimento da Genitália externa

Comportamento sexual

Efeitos no SNC [hipotálamo (GH-R)]

(Rosenfeld et al, 1994)

EFEITOS DO GH SOBRE AS CÉLULAS DE LEYDIG E EFEITOS DO GH SOBRE AS CÉLULAS DE LEYDIG E CÉLULAS DE SERTOLICÉLULAS DE SERTOLI

GH

LH

GH

Potencializa ação do LH

(+LH-R)

Estimula a produção de IGF-1 (Kanzaki e Morris, 1998)

EFEITOS DO GH SOBRE A PRODUÇÃO DE EFEITOS DO GH SOBRE A PRODUÇÃO DE ANDRÓGENOSANDRÓGENOS

GH

Células de Leydig

(+) T4

(Deaver e Bryan,1999)

GH

T4

X

(Chandrashekar et al., 1999, 2001)

In vitro In vivo

EFEITOS DO GH SOBRE O COMPORTAMENTO EFEITOS DO GH SOBRE O COMPORTAMENTO SEXUAL SEXUAL

GH Comportamento sexual

Camundongos

Mutações no gene GH

Alterações na libido

Nº de montas

Penetrações

Ejaculações

Nº de montas antes da exteriorização

do pênis (Chubb, 1987)

Ação diretaGH

SNC T4

EFEITO DO GH SOBRE AS CÉLULAS DE SERTOLI E EFEITO DO GH SOBRE AS CÉLULAS DE SERTOLI E ESPERMATOGÊNESEESPERMATOGÊNESE

Células de Sertoli

Proliferação

Maturação funcional

Espermatogônias

Síntese de DNA

(Swanlund et al, 1995)

EFEITOS DO GH SOBRE O TRATO REPRODUTIVO EFEITOS DO GH SOBRE O TRATO REPRODUTIVO MASCULINOMASCULINO

(Henricks et al., 1998)

(Champion et al., 2002)

GH

Modula o desenvolvimento do trato reprodutor masculino

Associação com a testosterona

T4

EXPRESSÃO DO GH NA LINHAGEM DE CÉLULAS EXPRESSÃO DO GH NA LINHAGEM DE CÉLULAS GERMINATIVAS E EFEITO SOBRE O GERMINATIVAS E EFEITO SOBRE O

ESPERMATOZÓIDE.ESPERMATOZÓIDE.

Expressão de GH

Espermatogônias

Espermatócitos

primários

Espermatozóides

(+) Motilidade

(eqüinos)

(Berger et al., 1999; Harvey et al., 2004)

(Henricks et al., 1998)

(Champion et al., 2002

HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS HORMÔNIO DO CRESCIMENTO E SEUS

EFEITOS FISIOLÓGICOS NA FÊMEA EFEITOS FISIOLÓGICOS NA FÊMEA

EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO FOLICULAR FOLICULAR

(Hull e Harvey, 2002)

Ovário

folículos ≠ grau de diferenciação

Primordial

Independente de gonadotrofinas (LH e

FSH)

Inicia seu crescimento GH

RGH, mRNA GH, GH

Oócitos, Céls da teca e granulosa, Cumulus

Media a ação do GH nessas células(Izadyar et al., 1999)

Estrutura GH RGH

Folículo primordial + (P) + (P)

Folículo primário + (P) + (P)

Folículo secundário + (P) + (P)

Folículo antral em crescimento

+ (B, M)

Oócito + (B, M)

Cumulus + (B, M)

Granulosa + (B, M)

Teca + (C)

(Silva et al.,2009)P – primatas / B – bovino / C - Camundongo

EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO FOLICULARFOLICULAR

EFEITOS FISOLÓGICOS DO GH NA FÊMEAEFEITOS FISOLÓGICOS DO GH NA FÊMEA

(Hsuch et al., 1996)

(Kolle et al., 2003)

GH Ovário

Proliferação, crescimento e diferenciação

Atresia

Apoptose

In vitro

rGH

Maturação CCOs

Bovinos

Ovinos

Folículos pré-antrais de camundongos

1 mUI/mL do GH – 4 dias de cultivo

diâmetro folicular

Folículos pré-antrais bovinos

30 e 100 ng/mL do GH – 4 dias de cultivo

síntese de P4

Proliferação nas células da granulosa

(Kikuchi et al., 2001)

(Langhout et al., 1991)

EFEITOS DO GH SOBRE A FASE PREANTRAL EFEITOS DO GH SOBRE A FASE PREANTRAL FOLICULARFOLICULAR


(Sirotkin e Makarevich, 1999; 2002)

Ovário

Cascata de sinalização celular

GH AMPc

GH MAP quinase


Fig. - Expressão de mRNA para o IGF-I, IGF-II e receptores de IGF em folículos ovarianos

Estrutura IGF-I IGF-II IGF-IR IGF-IIR

Primordial + (C,P) – (B) + (C) – (B) + (P) – (B)

Primário + (C,P) – (B) - (B) + (P, B)

Secundário + (C,B, M, P) - (B) + (P, B)

ANTRAL EM CRESCIMENTO

Oócito + (P) – (S, M) - (B, S) + (P, B) – (S)

Cumulus + (S, M) + (S) - (B) + (P, B) – (S)

Granulosa + (S, M) + (S) - (B) + (P, O, B, S) + (O, B)

Teca + (P) – (S, M) + (S, B, P, O) + (O, B) – (S) + (O, B)

B – bovina / C- caprina / C- camundongo / O – ovina / P – primatas / S - suína


Fig. - Expressão de mRNA para o IGF-I, IGF-II e receptores de IGF em folículos ovarianos

Estrutura IGF-I IGF-II IGF-IR IGF-IIR

PRÉ-OVUÁTÓRIO

Oócito + (S, M) - (S) + (S)

Cumulus - (S, M) + (S) - (S)

Granulosa - (S, M) - P + (S, P) - (S, P) + (P)

Teca + (S, M, P) - (S) + (S) + (P)

B – bovina / C- caprina / C- camundongo / O – ovina / P – primatas / S - suína

(Silva et al., 2009)

Estágio GH IGF-1 IGF-2

Início do crescimentoInício do crescimento

Atresia folicularInício do crescimento

Sobrevivência folicular

Crescimento folicularCrescimento folicular

Crescimento folicular

Crescimento céls Teca

Diferenciação céls da

granulosa

Sobrevivência folicular

Crescimento folicular

Proliferação e diferenciação céls.

Granulosa

Produção E2

Expressão de RFSH

Formação dos grânulos corticais

Proliferação cels. granulosa

EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO FOLICULAR PRÉ-ANTRALFOLICULAR PRÉ-ANTRAL

(Silva et al., 2009)

Estágio GH IGF-1 IGF-2

Secreção IGF-1 pelas céls. Teca e

granulosa

Esteroidogênese pelas céls da granulosa

Maturação oocitária

Expansão céls do cumulus

Proliferação céls. Granulosa

Produção E2 e P4 céls. da garnulosa

da sensitividade a gonadotrofinas

Maturação oocitária

Proliferação cels. Granulosa

Produção E2 e P4 céls. da garnulosa

Estimulo esteroidogênico céls

da teca

EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO EFEITOS DO GH SOBRE O DESENVOLVIMENTO FOLICULAR ANTRALFOLICULAR ANTRAL

EFEITOS DO GH SOBRE SUA UTILIZAÇÃO EM EFEITOS DO GH SOBRE SUA UTILIZAÇÃO EM PROTOCOLOS DE SUPEROVULAÇÃOPROTOCOLOS DE SUPEROVULAÇÃO

(Borges et al., 2001)

In vivo – Mestiças de holandes-Zebu

13 doadoras (2 grupos)

500 mg de rbST, SC no 3º dia do ciclo

10º dia do ciclo tratamento superovulatório

500 UI FSH/LH IM (estro = 0)

4 dias (8 aplicações)

13º dia (7º aplicação)

PG F2α

Desenvolvimento da glândula mamária

GH mamogênese

Crescimento dos ductos

Pré-perberdade - Puberdade

Crescimento lobo-alveolar

Gestação

Animal adulto

Mamogênese

Lactogênese

Involução

(Lyons et al)

(Sejrsen et a, 1993)

(Johnsson et al., 1985)

EFEITOS DO GH SOBRE A PRODUÇÃO DE LEITEEFEITOS DO GH SOBRE A PRODUÇÃO DE LEITE

Lactogênese

Direta do GH

Indiretamente - IGF-I

Involução

Prolactina/GH/IGF-I

mRNA GHR

Todas as fases da lactação


Mecanismos envolvidos no efeito galatopoiéticos

Mecanismo homeorréticos

Incremento na capacidade sintética da

glândula mamária;

IGF-1

Utilização de nutrientes e mobilização de

tecidos não mamários, que fornecem nutrientes

essenciais para a síntese do leite

Tecido adiposo;

no fluxo sangüíneo para a glândula mamária.


(Prosser & Mepham, 1989)

(McDowell et al., 1987) (Soderholm et al., 1988)

(Mepham et al., 1984)

(Bauman, 1989)

Vacas

Curto e longo prazo

Principais efeitos

Curva de lactação

Aumento da produção de leite

Modificação da curva

Persistência da lactação

Altos níveis de produção por um período de

tempo


(Grant e Keown , 1999)

(Chilliard, 1988)

41 vacas Holandesa (PO) em lactação (30,0kg/dia)

Avaliação - 60 aos 150 dias de lactação,

Tratamentos

I - sem aplicação de rBST

Controle (n= 15)

II - aplicação de rBST aos 60 dias após o parto

rBST-60 (n=15) 14/14 dias

III - aplicação de rBST aos 100 dias após o parto

rBST-100 (n= 11) A rBST1 14/14 dias

(Rennó et al., 2006)


rbST

Produção de leite

(Barbosa et al., 2002)

In vivo


rbST de liberação lenta (BOOSTIN 250 mg)

0,56 mL (1/4 dose – vacas) 14/14 dias

T1 - tratamento controleT2 - tratamento hormonal, após o pico de lactação

45 dias PP até o final do experimento

T3 - tratamento de entressafra

154 dias PP até final do experimento

rbST

Produção de leite

Φ Produção de leite

persistência da lactação (Barbosa et al., 2002)

In vivo


CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar das importantes descobertas obtidas sobre o

hormônio do crescimento, atualmente ainda são

observadas divergências nos resultado obtidos in

vitro e in vivo.

A real compreensão da atuação biológica e

molecular do hormônio do crescimento na

reprodução, poderá consolidar sua aplicação prática

nas áreas médicas, veterinárias e biotecnologias.

universidade federal do cearÁ programa de pÓs-graduaÇÃo em zootecnia tÓpicos especiais em...

Documents