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Título: Modelo para os canais de potássio para respostas rápidas de células de Sertoli de ratos imaturos
Título(s) alternativo(s): Model for potassium channels for rapid responses of immature rat Sertoli cells
Autor(es): Taques, Barbara Ogliari Martins
Orientador(es): Gamba, Humberto Remigio
Palavras-chave: Sertoli, Células de
Análise matemática
Canais iônicos
Células - Membranas - Propriedades elétricas
Técnicas de patch-clamp (Eletrofisiologia)
Espermatogênese em animais
Canais de potássio
Modelos matemáticos
Sertoli cells
Mathematical analysis
Ion channels
Cell membranes - Electric properties
Patch-clamp techniques (Electrophysiology)
Spermatogenesis in animals
Potassium channels
Mathematical models
Data do documento: 24-Nov-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: TAQUES, 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.
Resumo: 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.
Abstract: 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.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33660
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