Mecanismes d’acció de l’aldosterona i de la vasopressina en la regulació de les funcions del còlon

Abstract

Les hormones del sistema renina-angiotensina-aldosterona i la vasopressina són essencials pel manteniment de l’homeòstasi del Na+ i del volum del líquid extracel•lular. En el còlon distal de rata, l’aldosterona regula l’expressió del canal apical de Na+ (ENaC) i l’activitat de l’ATPasa depenent de Na+ i K+, i també té efectes tròfics, estimulant la proliferació dels miofibroblasts de la beina pericriptal. Els objectius principals d’aquest treball són aprofundir en els mecanismes implicats en la funció del còlon en reabsorbir Na+ i aigua, conèixer el paper de l’aldosterona i de la vasopressina i establir la funció reguladora d’aquestes hormones a nivell dels colonòcits i dels miofibroblasts. Els estudis s’han fet en un model in vitro emprant colonòcits humans de la línia T84 i miofibroblasts de la línia CCD-18Co. L’aldosterona estimula la proliferació cel•lular dels miofibroblasts, augmenta l’expressió de l’mRNA de l’EGF i la seva concentració al medi de cultiu al cap de 24 h. L’addició exògena de l’EGF estimula els miofibroblasts de forma similar al tractament amb l’hormona. A més, quan els CCD-18Co són pre-incubats amb l’anticòs anti-EGF o amb l’inhibidor del receptor de l’EGF i, posteriorment, tractats amb l’aldosterona s’inhibeix la proliferació cel•lular, fet que indica que els efectes de l’aldosterona sobre la proliferació són mediats per l’EGF mitjançant les vies reguladores PI3K/AKT i Ras/Raf/MAPK. La incubació dels colonòcits amb medi provinent dels CCD-18Co tractats amb aldosterona (medi condicionat), incrementa la proliferació cel•lular i l’expressió de proteïnes de les unions estretes. Aquests efectes no s’han observat amb l’addició directe de l’aldosterona als colonòcits. Experiments realitzats in vivo suggereixen que l’EGF també hi té un paper mediador donat que s’observa un increment en la fosforilació del receptor d’EGF en els animals que presenten hiperaldosteronisme secundari. Pel que fa a la vasopressina, el tractament dels miofibroblasts amb aquesta hormona estimula la proliferació cel•lular i l’expressió de l’mRNA del PDGFA al cap de 24 h. El PDGFA afegit de forma exògena estimula les cèl•lules CCD-18Co de forma similar a l’observada amb la vasopressina. A més, quan les cèl•lules es pre-incuben amb l’anticòs anti-PDGFA o amb l’inhibidor del receptor del PDGFA i són tractats amb vasopressina, s’inhibeixen els efectes hormonals. La proliferació cel•lular dels CCD-18Co tractats amb vasopressina té lloc a través de l’activació de les vies PI3K/AKT i Ras/Raf/MAPK. Els colonòcits incubats amb el medi condicionat provinent dels CCD-18Co tractats amb vasopressina, incrementen la proliferació cel•lular i l’expressió de proteïnes del complex d’unió. Mentre que l’addició directa de la vasopressina sobre els colonòcits no ha modificat cap variable. L’addició del PDGFA modifica la proliferació dels colonòcits. Aquest estudi indica que l’aldosterona i la vasopressina cooperen en la regulació de l’estructura i funció de les criptes del còlon en resposta a canvis en la ingestió de Na+ i d’aigua, com part del mecanisme de regulació general de l’osmolalitat del líquid extracel•lular.

The hormones of the renin-angiotensin-aldosterone system and vasopressin are essential for maintaining Na+ homeostasis and extracellular fluid volume. In the rat distal colon, aldosterone regulates the expression of apical Na+ channel, and the activity of the ATPase-dependent Na+ and K+, and also has trophic effects by stimulating the proliferation of myofibroblasts of the pericryptal sheath. The main objectives of this study are to deepen the understanding of the mechanisms involved in the function of the colon to reabsorb Na+ and water, as well as the role of aldosterone and vasopressin and establish the regulatory effects of these hormones at the colonocytes and myofibroblasts. Experiments were conducted in vitro, using human colonocytes T84 and myofibroblasts CCD-18Co cell lines. The results indicate that aldosterone stimulates the proliferation of CCD-18Co, increases the expression of EGF mRNA and EGF concentration in the culture medium at 24h. Moreover, when the CCD-18Co cells were preincubated with anti-EGF or the EGFR inhibitor and subsequently treated with aldosterone, cell proliferation is inhibited, showing that the effects of aldosterone are mediated by the EGF through regulatory PI3K/AKT and Ras/Raf/MAPK pathways. The colonocytes incubation with media previously treated with CCD-18Co cells and aldosterone (conditioned medium) increases cellular proliferation and expression of junctional complex proteins. The results of in vivo experiments suggest that EGF plays a role as mediator because the rats with secondary hyperaldosteronism have an increase in the phosphorylation of EGFR. On the other hand, the treatment of myofibroblasts with vasopressin for 24h augmented the cellular proliferation and PDGFA expression. When myofibroblasts were pre-incubated with the anti-PDGF antibody or PDGFR inhibitor, hormonal effects were inhibited. These results indicate that cellular proliferation of CCD-18Co treated with vasopressin occurs through the activation of the PI3K/AKT and Ras/Raf/MAPK pathways. When colonocytes were treated with conditioned medium in the presence of vasopressin increased cellular proliferation and expression of junctional complex proteins. This study suggests that aldosterone and vasopressin cooperate in regulating the structure and functions of the crypts of the colon in response to changes in intake of Na+ and water as part of the mechanism of regulation general osmolarity of extracellular fluid.