Modelo para os canais de potássio para respostas rápidas de células de Sertoli de ratos imaturos
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33660 |
Resumo: | Sertoli cells are essential for the male reproduction system as they provide morphological support and nutrients for germ cells to guarantee ongoing spermatogenesis. The aim of this work was to predict the electrical properties at the plasma membrane that trigger Sertoli cell rapid responses by involving ionic channels. The rapid responses of Sertoli cells in culture were monitored using patch clamp electrical measurement and compared to data obtained using pharmacological tools from intact seminiferous tubules. A mathematical model was used to define the roles of potassium channels and the ATP-dependent Na+/K+ pump in these responses. Mathematical data verification was also performed to determine the resting and hormonal stimulated membrane potentials of Sertoli cells in the intact seminiferous tubules and of Sertoli cells in culture (patch clamp measurements). The prediction of these data based on mathematical modeling demonstrated, for the first time, the involvement of potassium channels and the activation of Na+/K+ pump in the hyperpolarization of Sertoli cells and their consequent rapid responses. Moreover, the mathematical analysis showing the involvement of ionic balance in the rapid responses of these cells to hormones, such as follicle-stimulating hormone, is consistent with previous reports obtained using pharmacological techniques in Sertoli cells. |
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Modelo para os canais de potássio para respostas rápidas de células de Sertoli de ratos imaturosModel for potassium channels for rapid responses of immature rat Sertoli cellsSertoli, Células deAnálise matemáticaCanais iônicosCélulas - Membranas - Propriedades elétricasTécnicas de patch-clamp (Eletrofisiologia)Espermatogênese em animaisCanais de potássioModelos matemáticosSertoli cellsMathematical analysisIon channelsCell membranes - Electric propertiesPatch-clamp techniques (Electrophysiology)Spermatogenesis in animalsPotassium channelsMathematical modelsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaSertoli cells are essential for the male reproduction system as they provide morphological support and nutrients for germ cells to guarantee ongoing spermatogenesis. The aim of this work was to predict the electrical properties at the plasma membrane that trigger Sertoli cell rapid responses by involving ionic channels. The rapid responses of Sertoli cells in culture were monitored using patch clamp electrical measurement and compared to data obtained using pharmacological tools from intact seminiferous tubules. A mathematical model was used to define the roles of potassium channels and the ATP-dependent Na+/K+ pump in these responses. Mathematical data verification was also performed to determine the resting and hormonal stimulated membrane potentials of Sertoli cells in the intact seminiferous tubules and of Sertoli cells in culture (patch clamp measurements). The prediction of these data based on mathematical modeling demonstrated, for the first time, the involvement of potassium channels and the activation of Na+/K+ pump in the hyperpolarization of Sertoli cells and their consequent rapid responses. Moreover, the mathematical analysis showing the involvement of ionic balance in the rapid responses of these cells to hormones, such as follicle-stimulating hormone, is consistent with previous reports obtained using pharmacological techniques in Sertoli cells.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP)As células de Sertoli são essenciais para o sistema reprodutivo masculino, pois fornecem suporte morfológico e nutrientes às células germinativas para garantir a espermatogênese contínua. O objetivo deste trabalho foi prever as propriedades elétricas da membrana plasmática que desencadeiam respostas rápidas nas células de Sertoli, envolvendo mudanças iônicas. As respostas rápidas das células de Sertoli em cultura foram monitoradas utilizando medição elétrica de patch clamp e comparadas com dados obtidos utilizando ferramentas farmacológicas (a partir de túbulos seminíferos intactos). Um modelo matemático para células não-excitáveis, foi utilizado para definir os papéis dos canais de potássio e da bomba Sódio/Potássio (Na+/K+-ATPase) nessas respostas. A verificação de dados matemáticos também foi realizada para determinar os potenciais de membrana em repouso e estimulados por hormônios, das células de Sertoli nos túbulos seminíferos intactos e das células de Sertoli em cultura (medições de patch clamp). A predição desses dados, baseada em modelagem matemática, demonstrou pela primeira vez, o envolvimento dos canais de potássio e a ativação da Na+/K+-ATPase na hiperpolarização das células de Sertoli e suas consequentes respostas rápidas. Além disso, a análise matemática que mostra o envolvimento do equilíbrio iônico nas respostas rápidas dessas células a hormônios, como o hormônio folículo-estimulante, é consistente com relatos anteriores, como Wasserman (1992), obtidos por meio de técnicas farmacológicas em células de Sertoli. Assim, a validação de tais dados é confiável e representa um primeiro passo na proposição de um modelo matemático para prever respostas rápidas das células de Sertoli aos estímulos hormonais.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRGamba, Humberto Remigiohttps://orcid.org/0000-0003-3210-2725http://lattes.cnpq.br/9211006688316492Suzuki, Daniela Ota Hisayasuhttps://orcid.org/0000-0001-6373-1677http://lattes.cnpq.br/0304525853585205Suzuki, Daniela Ota Hisayasuhttps://orcid.org/0000-0001-6373-1677http://lattes.cnpq.br/0304525853585205Schneider, Fábio Kurthttps://orcid.org/0000-0001-6916-1361http://lattes.cnpq.br/1463591813823167Silva, Fatima Regina Mena Barretohttps://orcid.org/0000-0002-1391-2354http://lattes.cnpq.br/9710846032672593Bahia, Miguel Tobiashttps://orcid.org/0000-0002-0218-075Xhttp://lattes.cnpq.br/9078373514864913Taques, Maurício Martinshttps://orcid.org/0000-0003-1657-2305http://lattes.cnpq.br/1104466619668765Taques, Barbara Ogliari Martins2024-03-19T21:00:35Z2024-03-19T21:00:35Z2023-11-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfTAQUES, Barbara Ogliari Martins. Modelo para os canais de Potássio para respostas rápidas de células de Sertoli de ratos imaturos. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33660porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2024-03-20T06:07:56Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/33660Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2024-03-20T06:07:56Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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