Residuos de monosacáridos de la superficie basal de células acinares de parótida de ratón, secreción y proliferación celular

Abstract

En esta tesis se ha estudiado las modificaciones que se producen en glicoconjugados de la superficie basal de células acinares de parótida de ratón en relación a procesos co mo secreción y proliferación celular, mediante la detección y cuantificación de residuos de azúcares utilizando los siguien tes procedimientos: 1) detección citoquímica con lectinas uni das a ferritina; 2) determinación química y, 3) determinación isotópica con lectina-radioactivas. El análisis de los residuos de monosacáridos en la superficie basal de las células acinares se realiző en cultivo de acinos aislados de parõtida de raton. Estos acinos con servan por al menos 48 hr sus características morfológicas y funcionales. La estimulación in vitro con agonistas B-adrenér gicos y colinérgicos revela que las células acinares conservan la capacidad de secretar a- amilasa y de recuperar los ni veles normales de concentración intracelular de esta enzima. Esta situación demuestra que los receptores se encuentran in tactos y que la célula está metabólicamente activa. Los glicoconjugados de la superficie basal de las células acinares de parótidas no estimuladas, analizadas con lec tinas específicas, presentan residuos de manosa y de ácido siálico terminales. La distribución de gránulos de ferritina, después de la incubación con A-Fer, indica que los residuos de manosa se encuentran a lo largo de toda la superficie celular y a variables distancias de la membrana plasmática. Mientras tanto, la distribución de gránulos de ferritina, des pués de la incubación con WGA-Fer, indica que los residuos de ácido siálico se distribuyen en forma discontínua o de parche. En ambos casos, la distribución de gránulos de ferritina y por lo tanto de los residuos de monosacáridos, es independiente de la temperatura. La inducción de secreción en el animal entero con isoproterenol (IPR) 6 pilocarpina (PIL) provoca una pérdida de re siduos de manosa de la superficie basal de las células acinares de la parótida. Lo mismo se observa cuando IPR se aplica a aci nos in vitro; ésto implica una acción directa del agonista Badrenérgico sobre la superficie celular. Sin embargo, en estas condiciones PIL induce escasa secreción y no produce pérdida de residuos de manosa de la superficie basal, lo que sugiere que esta droga actűa en el animal entero a través del sistema simpá tico. La secreción provocada por ambos agonistas, cuando se in yectan en el animal entero, se acompaña de un aumento en la reac tividad de la superficie basal de las células acinares a ligarse con WGA-Fer y a WGA-3H. La distribución de residuos de ácido siá lico se presenta contínua. La estimulación in vitro de acinos con IPR induce los mismos cambios en los residuos de ácido siálico, que los descritos en acinos estimulados en el animal entero. Sin embargo, la estimulación in vitro con PIL, no modifica la distribución ni la cantidad de residuos de ácido siálico expuestos en la superficie basal de las células acinares. Esta observación sugiere, nuevamente, que este ago nista estimula la parótida del animal completo a través del sistema simpático. Cuando las células acinares de parótida son estimuladas en el animal completo a secretar y proliferar con una dosis alta de IPR, se detectan residuos de manosa en la superfi cie basal, los que se distribuyen en un solo plano contínuo, adyacente a la membrana plasmática. Bajo estas condiciones, se observa una drástica disminucidn en el contenido de residuos de ácido siálico terminal en la superficie basal de las células acinares. En consecuencia, la aparición de residuos termi nales de manosa después de inducir secreción y proliferación celular puede explicarse por exposición de residuos subtermina les de manosa como resultado de la salida de ácido siálico ter minal. La pérdida de residuos de monosacáridos, como resultado de la acción directa de IPR sobre la superficie basal de las células acinares, sugiere la presencia de glicosidasas y su activación por el agonista. Mecanismos enzimáticos de este tipo pueden estar involucrados en la regulación de los procesos de secreción y proliferación celular. En este contexto, las modificaciones en la membrana plasmática basal, debidos a la acción de este agonista, pueden ser una etapa fundamental en la iniciación de los procesos de secreción y proliferación celular.

Changes in glycoconjugates of the basal surface of mouse parotid cells, during induced secretion and cell proliferation, have been studied. For this purpose, carbohydrate residues have been qualitatively and quantitatively analyzed by the following procedures: 1) cytochemical labelling by ferritin-bound lectins; 2) biochemical procedures and 3) isotopic labelling by radioactive lectins. These studies were carried out on free acini maintained in culture. Under these conditions, the structural and functional integrity of the acini is preserved for at least 48 hours. In vitro stimulation by B-adrenergic or cholinergic agonists showed, that acinar cells are able to secrete a - amylase and then to restablish a level of enzyme activity which resembles that of non-stimulated cells. These results indicate that receptors seem to remain unaltered and cells metabolically active. Glycoconjugates at the basal surface of acini obtained from non-stimulated glands, and incubated with specific ferritinbound lectins, exhibit terminal residues of both mannose and sialic acid. Distribution of ferritin granules, after incubation in ConA-Fer,indicates that mannose residues lie along the cell surface at several distances from the plasmalemma. Meanwhile, distribution of ferritin granules, after incubation in WGA-Fer, shows that sialic acid residues have a discontinuous or patchy distribution. In both cases, the distribution of ferritin, and therefore that of the residues, is independent of temperature changes. Stimulation of secretion by isoproterenol (IPR) or pilocarpine (PIL), in the complete animal, provokes loss of mannose residues from the basal surface of the acinar cells. The fact that the same effect is observed after in vitrо stimulation by isoproterenol suggests, that this agonist acts directly on the cell surface. On the contrary, in vitro stimulation by PIL provokes scanty secretion and mannose residues are not lost from the basal surface. This suggests, that in the complete animal, PIL acts through the sympathetic nervous system. On the other hand, stimulation of secretion by both agonists in the complete animal is accompanied by increase in the binding of WGA-Fer and WGA-³H to receptors of the basal surface of acinar cells. In this case, the distribution of ferritin granules turns continuous. Stimulation of acini by IPR, both in vitro as well as in whole animal, induces the same changes. However, in vitro stimulation by PIL modify neither the distribution nor the amount of sialic acid residues exposed at the basal surface of the acinar cells. This observation, once again, suggests that in the whole animal PIL stimulates the parotid gland via the sympathetic nervous system. After stimulation of secretion and proliferation, by injection of high doses of IPR, the pattern of distribution of ferritin granules indicates, that mannose residues lie in a single continuous row throughout the basal surface of the acinar cells. Therefore, it seems likely that removal of terminal sialic acid residues allows exposure of subterminal mannose residues. Release of monosaccharide residues, from the glycocalyx of the basal plasmalemma, suggests that IPR activates glýcosidases. An enzymatic mechanisms of this sort, local that modifies the composition of the sugar residues along the cell surface, may well be involved in the mechanism that triggers secretion and cell proliferation.