Lipase sensível ao hormônio

Lipase sensível ao hormônio

Lipase sensível ao hormônio (HSL, também conhecida como LIPE) é uma hidrolase éster de colesterol neutro que regula as reservas de lipídios em adipócitos e tecidos esteroidogênicos . Em resposta a um hormônio ou neurotransmissor que ativa o caminho de sinalização cAMP/PKA, a HSL transloca para a gotícula lipídica . Uma visão atual dos mecanismos que regulam a lipólise na adipose sugere que a proteína PLIN1 da camada de gotas lipídicas funciona como um andaime na regulamentação da lipólise . Em condições de repouso, a PLIN1 atua como uma barreira à hidrólise dos lipídios armazenados ao impedir o acesso de triglicérides lipase adipócitos (ATGL) e HSL, as principais lipases nas células adiposas. Após a ativação da PKA, tanto a PLIN1 quanto a HSL são fosforiladas, levando à translocação da HSL do compartimento citosólico para a gotícula lipídica. A fosforilação da HSL facilita sua interação com substratos lipídicos, permitindo a continuação da hidrólise dos triglicerídeos ou dos ésteres de colesterol. A fosforilação da HSL ocorre em múltiplos locais, incluindo o Ser-660, que estimula a atividade catalítica e o Ser-563, que se acredita ser mutuamente exclusivo com a fosforilação da HSL no local não-PKA Ser-565 . Assim, sinais hormonais que sinalizam a liberação de ácidos graxos armazenados ou colesterol estimulam o PKA a fosforilatar a HSL.

Avidência indica que a HSL é o principal hormônio sensível ao éster de colesterol hidrolase nos tecidos esteroidogênicos. A presença de proteínas de perilipina e HSL no ovário sugere que o LH através de uma via de sinalização cAMP/PKA pode regular a fosforilação da perilipina e HSL para hidrolisar os ésteres de colesterol para produzir substrato para síntese de progesterona. Estudos com ratos HSL-null revelaram que o knock-out da HSL resultou na diminuição da esteroidogênese nas adrenais e inibiu a produção de esperma no testículo. Esses achados sugerem que a HSL está envolvida no processamento intracelular e na disponibilidade de colesterol para a esteroidogênese. Shen et al. demonstraram uma interação entre STAR e HSL na adrenal de ratos após tratamento com ACTH e que a co-expressão de HSL e STAR aumentou tanto a atividade HSL quanto o conteúdo de colesterol mitocondrial. Outros estudos fornecem evidências de uma interação da HSL com a vimentina do filamento intermediário e que a vimentina nula tinha pequenas gotículas lipídicas e reduzia a produção de esteróides adrenais e ovarianos. Um estudo recente de Zowalaty et al. mostra que a deleção dirigida dos filamentos desorganizados de vimentina RhoA no corpo lúteo do rato . Isso resultou em insuficiência luteal e infertilidade em camundongos fêmeas. Uma ativação da linha celular de Leydig de camundongos da via de sinalização cAMP/PKA estimulou a fosforilação da HSL, que foi correlacionada com um aumento de STAR e progesterona . Além disso, o tratamento com um inibidor de HSL CAY10499 ou HSL silencioso com síntese de siRNA suprimida de progesterona direcionada. Um relatório recente de Talbott et al. relaciona os níveis de HSL à síntese de progesterona no corpo lúteo bovino. Nesse estudo, o tratamento com prostaglandina F2α para induzir a regressão luteal resultou em uma rápida diminuição da HSL e progesterona antes das reduções na expressão de outros componentes da maquinaria esteroidogênica. Estudos utilizando células luteais bovinas in vitro demonstraram que o LH através de uma via cAMP/PKA rapidamente fosforizada HSL e o inibidor de HSL CAY10499 bloquearam efetivamente as ações estimuladoras do LH na síntese de progesterona (Talbott, Krauss, Davis, inédito). Em conjunto, as evidências apontam para um papel importante da HSL na esteroidogênese luteal, mas mais pesquisas são necessárias para determinar os mecanismos pelos quais os ésteres de colesterol são liberados das gotículas lipídicas luteais.

Identificação das gotículas lipídicas citoplasmáticas como plataformas importantes para sinalização celular e interações com outras organelas tem impulsionado os investigadores a identificar a composição protéica e lipídica das gotículas lipídicas. A família PLIN de proteínas da camada de gotas lipídicas pode influenciar o tipo de lipídios armazenados nas gotículas lipídicas e a atividade metabólica. Ovários do macaco , camundongo , e PLIN2 express bovina, que está associada ao armazenamento de ésteres de colesterol. A composição proteica das gotículas lipídicas tem sido caracterizada em vários graus em alguns tecidos de mamíferos ou linhas celulares e adipócitos 3T3-L1, fígado de rato e tecido muscular de rato, e linhas celulares humanas ]. Falta informação direta sobre a composição protéica das gotículas lipídicas do corpo lúteo e os efeitos dos hormônios ou alterações metabólicas nas propriedades das gotículas lipídicas. Khor et al. compararam o proteoma das gotas lipídicas das células granulosas de rato tratadas in vitro com lipoproteínas de alta densidade ou ácidos gordos para enriquecer as gotas lipídicas citoplasmáticas para ésteres de colesterol ou triactilgliceróis, respectivamente. Neste estudo, 278 proteínas, incluindo a PLIN2, foram comuns às gotículas lipídicas preparadas a partir de qualquer um dos tratamentos e houve também outros relatos semelhantes sobre proteomas de gotículas lipídicas. Também identificaram 61 e 40 proteínas únicas para as gotas lipídicas ricas em ésteres de colesterol ou triactilgliceróis. Notadamente, nas gotas lipídicas ricas em ésteres de colesterol identificaram HSD3B1, vimentina e canal aniônico dependente de voltagem (VDAC1), cada um dos quais relatado ter um papel na esteroidogênese. A análise proteômica das gotículas lipídicas isoladas da linha de células tumorais MLTC-1 de Leydig de camundongos e dos testes de camundongos também revelou a presença de proteínas e enzimas da família PLIN envolvidas na síntese de hormônios esteróides. Em nossos estudos, foram encontradas gotículas lipídicas isoladas de corpos lúteos bovinos de ciclo médio totalmente funcionais contendo proteínas PLIN2 e PLIN3, HSL e HSD3B, CYP11A1 e VDAC1 (Talbott, Cupp, Wood e Davis, inédito). Coletivamente, estes estudos indicam que as gotículas lipídicas luteais podem servir como uma plataforma regulada hormonalmente, essencial para a esteroidogênese gonadal. Uma análise abrangente da composição lipídica e proteica das gotículas lipídicas luteais e sua resposta aos hormônios luteotróficos ou luteolíticos é necessária para compreender completamente a dinâmica em torno do movimento do colesterol da gotícula lipídica para as mitocôndrias.

Os corpos luteanos bovino e ovino possuem duas células esteroidogênicas distintas com diferentes habilidades para produzir progesterona. As pequenas células luteais respondem ao LH com grandes aumentos na secreção de progesterona, e as grandes células luteais têm uma elevada taxa basal de secreção de progesterona e respondem ao LH com um modesto aumento. O tecido luteal das mulheres, macacos, ovelhas e roedores também possuem grandes e pequenas células luteais com resposta variável ao LH. Os tipos de células lúteas bovinas e ovinas têm diferentes morfologia das gotas lipídicas, conforme indicado pela coloração BODIPY dos lípidos neutros. Em média, as células luteais pequenas possuem gotas de lipídios maiores e as células grandes possuem gotas de lipídios pequenas abundantes e dispersas. Os fatores que contribuem para essas diferenças são desconhecidos, mas o alto nível de atividade basal relatado de PKA em células luteais grandes pode fornecer uma ativação tônica de HSL resultando em gotas de lipídios menores e dispersas.

Baseado na diferença pronunciada na capacidade das células luteais grandes e pequenas de produzir progesterona sob condições basais e estimuladas, parece provável que as células luteais grandes e pequenas tenham necessidades diferentes de processamento de energia durante a esteroidogênese basal e estimulada. A hidrólise dos ésteres de colesterol liberta tanto o colesterol como os ácidos gordos. Os ácidos gordos são reesterificados e armazenados em gotículas ou membranas lipídicas ou utilizados para a oxidação β- produzindo equivalentes redutores e acetil-CoA para o ciclo do ácido cítrico. Os ácidos gordos são consumidos pelas mitocôndrias através do β-oxidação para produzir acetil-CoA e NADH e FADH2 para utilização na cadeia de transporte de electrões para produzir ATP . Embora os tecidos esteroidogênicos utilizem a glicólise para suportar a esteroidogênese , parece provável que a produção de grandes quantidades de progesterona pelas células luteais possa requerer β-oxidação dos ácidos graxos para fornecer a energia necessária para a esteroidogênese ideal sob condições basais, mas isso ainda não foi avaliado criticamente. Estudos recentes indicam que os ácidos gordos desempenham um papel importante no metabolismo do complexo cumulus oocyte e na maturação dos oócitos. Estes estudos constataram que a adição de l-carnitina para promover a β-oxidação melhorou o desenvolvimento embrionário e que a inibição farmacológica do ácido gordo β-oxidação com a maturação de oócitos com etomoxir prejudicado e o desenvolvimento embrionário. A enzima carnitina palmitoyltransferase 1A (CPT1A) é responsável pela absorção de ácidos graxos nas mitocôndrias para a oxidação de β-. Um relato no bovino indica que a expressão do mRNA CPT1A em grandes células luteais é 5,6 vezes maior do que em células granulosas, enquanto não foi observada diferença na expressão entre as células theca e pequenas células luteais. Estes dados apoiam a ideia de que a oxidação β pode desempenhar um papel importante na regulação metabólica das grandes células lúteas. A proporção da respiração que é suportada por ácidos gordos nas grandes e pequenas células lúteas bovinas ainda não foi determinada experimentalmente. Apesar da sua importância fisiológica fundamental, uma oferta excessiva de ácidos gordos não esterificados pode ser prejudicial para a função celular. Dado o intenso interesse em patologias que resultam em acúmulo de lipídios e condições (por exemplo, obesidade, diabetes, síndrome metabólica) que elevam os ácidos graxos livres e alteram o metabolismo, entendendo como as gotas lipídicas, glicólise e β-oxidação são reguladas no corpo lúteo podem fornecer pistas sobre seu papel na esteroidogênese e pistas para melhorar a função ovariana, tratar distúrbios ovarianos e aumentar a fertilidade.