Sabe-se que o hormônio tireoideano (HT) é essencial para o crescimento e desenvolvimento ósseos. No entanto, os mecanismos pelos quais o HT regula esses processos são pouco entendidos. Recentemente, o sistema nervoso simpático (SNS) foi identificado como um potente regulador do metabolismo ósseo. Estudos do nosso grupo mostraram que o HT interage com o SNS para regular a massa e estrutura ósseas, e que essa interação envolve a sinalização adrenoceptora α2 (α2-AR). Também identificamos a presença de todos os subtipos de adrenoceptores α2 adrenérgicos, o α2A- , α2B- e α2C-AR, na lâmina epifiseal (LE) de camundongos. Além disso, observamos que camundongos com inativação gênica isolada do α2A-AR e α2C-AR (α2A-AR -/- e α2C-AR -/- ) apresentam LEs desorganizadas, ossos longos mais curtos, e atraso na ossificação endocondral. Estudos in vivo revelaram, que as LEs de animais α2A-AR -/- e α2C-AR -/- respondem de forma diferente (do que as LEs de animais selvagens) ao excesso e deficiência de HT, o que sugere fortemente que o HT também interage com o SNS para regular o crescimento e o desenvolvimento ósseos. Através de um sistema de cultura de órgãos de ossos longos, o presente estudo teve como objetivo investigar se o HT interage com o SNS diretamente no esqueleto, para regular o crescimento linear ósseo, e se os receptores α2 adrenérgicos estão envolvidos nessa interação. Assim sendo, avaliamos, in vitro, o crescimento linear ósseo de tíbias derivadas de embriões de camundongos (com 15 dias de vida intrauterina) selvagens (WT) e α2C- AR -/- (KO) durante 6 dias. Vimos que as tíbias KO apresentam um menor crescimento longitudinal quando comparadas às tíbias WT, e que o tratamento com 10-8 M de triiodotironina (T3) diminuiu significativamente o crescimento longitudinal das tíbias WT, o que não foi visto nas tíbias KO. Vimos, ainda, que o tratamento com UK 14,304 (UK), um agonista α2 não seletivo, induziu o crescimento longitudinal somente nas tíbias KO. A expressão de genes relacionados com a diferenciação terminal de condrócitos (Col X, IGF-1, Wnt-4 e Runx2) mostrou-se aumentada nas tíbias KO (quando comparada à expressão nas tíbias WT). O tratamento com T3, como esperado, estimulou a expressão desses genes nas tíbias WT, porém diminui a expressão nas amostras KO, chamando a atenção para a importância desses receptores na modulação das ações do T3. Observamos, ainda, que a ativação local dos α2- ARs com o UK bloqueia a expressão desses genes relacionados à diferenciação dos condrócitos, além de bloquear os efeitos positivos do T3 (UK+T3) na expressão desses genes. Esses achados mostram que os receptores α2 adrenérgicos atuam diretamente no esqueleto para controlar a diferenciação terminal dos condrócitos e, portanto, o crescimento longitudinal ósseo, além de permitirem uma interação com a via de sinalização do HT para controlar esses processos. Em conclusão, este estudo mostra que HT interage com o SNS, localmente no esqueleto, via sinalização α2 adrenérgica, para modular o crescimento linear ósseo. / It is well known that thyroid hormone (TH) is essential for normal bone growth and development. However, the mechanisms by which TH regulates these processes are poorly understood. Recently, the sympathetic nervous system (SNS) was identified as a potent regulator of bone metabolism. In vivo studies by our group have shown that TH interacts with the SNS to regulate bone mass and structure, and that this interaction involves α2 adrenoceptor (α2-AR) signaling. We have also identified the presence of α2A- , α2B- e α2C-AR subtypes in the epiphyseal growth plate (EGP) of mice. In addition, we have found that mice with isolated gene deletion of α2A-AR and α2C-AR (α2A-AR -/- and α2C- AR -/- ) show a disorganized EGP, shorter long bones and a delay in endochondral ossification (EO). In vivo studies revealed that the EGP of α2A-AR -/- and α2C-AR -/- animals respond differently (than those of wild-type animals), to TH excess and deficiency, which strongly suggests that TH also interacts with the SNS to regulate bone growth and development. Through a long bone organ culture system, the present study had the goal of investigating if TH interacts with the SNS directly in the skeleton, to regulate the longitudinal bone growth and if α2-AR is involved in this process. Therefore, we evaluated the linear bone growth of tibias derived from 15.5-day-old WT and α2C-AR -/- mouse embryos (E15.5) for 6 days. We have seen that the KO tibias showed a lower longitudinal growth when compared to WT tibias, and that treatment with 10-8 M triiodothyronine (T3) significantly decreased the longitudinal growth of the WT tibias, which was not seen in the KO tibias. We found that the treatment with UK 14.304 (UK), a non-selective α2-agonist, induced the longitudinal growth only of the KO tibias. The expression of genes related to the terminal differentiation of chondrocytes (Col X, IGF-1, Wnt-4 and Runx2) was shown to be increased in the KO tibias (when compared to the expression in WT tibias). Treatment with T3, as expected, stimulated the expression of these genes in WT tibias, but decreased the expression in KO samples, highlighting the importance of these receptors in the modulation of T3 actions. We observed that the local ? 2 -AR activation by UK blocked the expression of these chondrocyte differentiation- related genes, in addition to blocking the positive effects of T3 (UK + T3) in the expression of these genes. These findings show that α2 adrenoceptors act directly in the skeleton, to control the terminal differentiation of chondrocytes and, therefore, the longitudinal bone growth, in addition to allow an interaction with the TH signaling pathway to control these processes. In conclusion, this study shows that TH interacts with the SNS, locally in the skeleton, via α2 adrenergic signaling, to modulate the longitudinal bone growth.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-12042018-141555 |
| Date | 26 February 2018 |
| Creators | Rodrigues, Manuela Miranda |
| Contributors | Ferreira, Cecilia Helena de Azevedo Gouveia |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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