Revista Brasileña de BiologíaVersión impresa ISSN 0034-7108

Rev. Bras. Biol. vol.59 no.2 São Carlos 05 1999

http://dx.doi.org/10.1590/S0034-71081999000200016

Acción de la insulina en el embrión de la morfogénesis Gallus gallus domesticus

DÍAS, PF y Müller, YMR

Laboratorio de Embriología, Departamento de Biología Celular, Embriología y Genética, Centro de Ciencias Biológicas de la Universidad Federal de Santa

Catarina, Campus Trindade, CEP 88040-900, Florianópolis, SC

Correspondencia a: Paulo Fernando Dias, Laboratorio de Embriología, Departamento de Biología Celular, Embriología y Genética, Centro de Ciencias Biológicas de la

Universidad Federal de Santa Catarina, Campus Trindade, CEP 88040-900, Florianópolis, SC

Recibido 08/11/97 - Aceptado el 23/06/98 - 30/06/99 en Distribuido

(Con dos cifras)

RESUMEN

La acción de la insulina en la morfogénesis de los embriones de pollo

Aspectos preocupación con la morfogénesis de Gallus gallus domesticus, los estudios avail relacionados con la acción de la insulina en la topografía y las estructuras embrionarias. A la temperatura de 37,5 º C, los huevos se incubaron durante 24 h, inyectados con 5 ml de insulina porcina en tres concentraciones y se incuban de nuevo durante 72 h más. Las características morfológicas de los embriones fueron evaluados y 80, según la organización presentada, clasificado en 5 niveles morfogenéticos. Fue registrada dismorphism generalizada (cuarto nivel) en 21 embriones Que pasaron por las pruebas con insulina. Morfogénesis normal (nivel 1) y situado dismorphism (3er nivel) entre los que se verificaron en los experimentos de control. Los individuous preocupación con el cuarto nivel, mostró dimensión reducida del cuerpo y se caracterizaron por límites anterior-dorsal organizados en una proyección cefálica y alteraciones también se presentan en la región postero-ventral. Estas características evidencia un patrón de anormalidad en la determinación del eje-cefálica y caudal Indique la acción específica de la insulina en la morfogénesis embrionaria, en el período de 96 horas de incubación.

Palabras clave: insulina, embriones de pollo, niveles morfogenéticos.

RESUMEN

Preocupados por la morfogénesis de Gallus gallus domesticus aspectos estudios relacionados con la acción de la insulina en la topografía y las estructuras embrionarias. A una temperatura de 37,5 ° C, los huevos se incubaron durante 24 h con 5 ml de los niveles de insulina inyectadas en 3 cerdos y volvieron a incubar durante otras 72 h.Se evaluaron las características morfológicas de 80 embriones y, según la organización presentada, clasificado en cinco niveles de la

morfogénesis. 21 embriones sometidos a pruebas con dimorfismo generalizada a la insulina-registrado (nivel 4), mientras que en el experimento de control se verificó estándar morfogénesis (nivel 1) y situado dimorfismo (nivel 3). Estas muestras mostraron un cuerpo con dimensiones reducidas, caracterizadas por límites anterior-dorsal organizados en una proyección posterior de la cabeza y las regiones ventrales alterados, mostrando un patrón de alteraciones en la determinación del eje anterior-posterior, que indica la acción específica de la insulina en la morfogénesis embrionaria en después de 96 horas de incubación.

Palabras clave: insulina, embriones de la especie Gallus gallus, niveles morfogenéticos.

INTRODUCCIÓN

La embriogénesis implica una diversidad de comportamientos de tejidos, y procesado por intrísecos factores extrínsecos, los signos y los receptores celulares de participar en eventos que progresivamente dan forma al cuerpo, resultando por lo general en la organización de la forma estándar (Eyal-Giladi et al., 1992 , Jacobson, 1993; Ekblom, 1995; Moury y Schoenwolf, 1995; Gumbiner, 1996; Fleming et al, 1997) ..

La creciente complejidad de los procesos y la relación entre el desarrollo del espacio-tiempo permiten una cronología de la ontogenia, en el que de forma normal o su compromiso, se hace factible establecer los niveles de la morfogénesis (Hamburger y Hamilton, 1951; Duboule, 1994; Schoenwolf, 1994).

En Gallus gallus domesticus, por el final del cuarto día de incubación se establecen principios de topografía embrionario, en el que las señales reguladoras están presentes, constituyendo un campo a la acción de sustancias que, como la insulina, conforman el sistema de inducción conservadas evolutivamente. En este tipo, la insulina está presente en 2 días de incubación y actúa mediante la unión a receptores específicos de la superficie celular, los dominios extracelulares de subunidades, transmembrana e intracelular (Eyal-Giladi, 1991; Raw et al, 1991 ;. De Pablo et al, 1982 ;. Cheathan y Kahn, 1995, Christ & Ordahl, 1995; Schoenwolf y Yuan 1995).

Los efectos pleiotrópicos sobre el metabolismo y el crecimiento del organismo indica que, desde su conexión con el receptor, la insulina activa varias vías de transducción de señal de transmisión, lo más a menudo por la activación secuencial de las proteínas quinasas, que, como el mitogen-activated proteínas quinasas (MAPK) forman complejos de activación entre sí o con otras proteínas y enzimas (Pennington et al, 1995 ;. Tsakiridis et al, 1995 ;. Jonas et al., 1997).

La amplificación de la señal en reacciones en cadena multidireccionales, es modulada por moléculas reguladoras citosólicas y nucleares que estimulan la fosforilación de factores de transcripción, la activación de numerosas proteínas de unión, estimulando el metabolismo y otras respuestas celulares ADN, con influencia directa sobre el crecimiento y morfogénesis (Cheathan y Kahn, 1995; Leon et al, 1995 ;. Rampalli y Zelenka, 1995; Shibley y Pennington, 1995; Seger, 1996; Sadler, 1997). Según Jayanth et al. (1995), estas señales mitogénicas y metabólicas que regulan la expresión de al menos 30 genes.

Informaron los efectos de la insulina sobre los embriones polla de 2 a 4 días de incubación indicaron la acción estimulante de crecimiento en dosis más bajas y teratogénico a dosis altas. Los estudios que emplean concentraciones bajas de insulina (0,1 a 1,0 ng / ml) mostraron un aumento del 50% en el consumo de glucosa en discogástrula fase, lo que resulta en el desarrollo de estimulación (De Pablo et al. 1990; Reusch et al, 1995) ..

Los experimentos realizados en tejidos embrionarios y fetales de aves y mamíferos reveló que la acción estimulante en respuesta a la insulina es diversos procesos que inducen la división celular y el crecimiento. A concentraciones intermedias (100 ng / ml), insulina estimulada por diferentes mecanismos a cristallin la transcripción de genes inducida por g-diferenciación de mioblastos y células gliales, causados reorganización de actina y el transporte de glucosa (De et al Pablo . 1990; León et al, 1995 ;. Livnat et al, 1995 ;. Sena y Ferret-Seine, 1995; Tsakiridis et al, 1995) ..

Según Rampalli y Zelenka (1995), la insulina también actúa como un factor de supervivencia, sin la cual explantes de células epiteliales del cristalino en embriones de 6 días de incubación, activan la apoptosis.

Altas dosis de insulina en el orden de  embrión g / Bump, de la muerte causada por un crecimiento anormal, acompañado por la disminución de la concentración total de proteínas y ácidos nucleicos, así como la reducción de los embriones extremo de popa. En esa condición, Pennington et al. (1995) informaron que el tratamiento con insulina exógena no estimuló el crecimiento de los embriones y cuando se administra junto con alcohol produjo efectos inhibitorios.

Cole & Trasler (1980) han demostrado previamente que la insulina en dosis altas, altera significativamente el índice mitótico, la rotación predeterminada y cierre del tubo neural y el metabolismo de hidratos de carbono en embriones de rata, causando secundariamente una reducción del nivel de glucosa disponible.

El conocimiento acerca de la acción de un factor sólo puede establecerse adecuadamente cuando el sistema se prueba inicialmente a diferentes concentraciones (Rodier et al., 1994). Sin embargo, después de la identificación de las concentraciones en las que se producen lesiones, es necesario caracterizar la magnitud de estos efectos.Los aspectos tratados anteriormente justifican la realización de estudios sobre la acción de la insulina en dosis que provocan una respuesta eficaz en los embriones, está investigando los niveles morfogenéticos en 24 a 96 horas de desarrollo.

Materiales y métodos

Los huevos fertilizados de la especie Gallus gallus domesticus fueron incubadas a 37, 5 ° C, de acuerdo con Magaldi (1974) y Guadagnin (1994), después de que se llevó a cabo un período preliminar de 24 horas de la apertura de la cáscara (1,22 cm 2). Los embriones fueron evaluados y sometidos a pruebas y se devuelven al horno por un período adicional de 72 horas.

La metodología demostró que los embriones viables mostraron el nivel de desarrollo definida entre finales de gástrula estadio y neurula temprana (Hamburger y Hamilton, 1951). En las pruebas, a través de la abertura en la cáscara y con la ayuda de un aparato estereotáxico y la aguja  = 0,2 mm) se inyectaron en el neuroectodermo anterior que subyace en la saco vitelino un volumen de 5 l de insulina porcina (Neosulin / Biobrás ) en una de las tres concentraciones: 0,5 U (I); 0.125 U (I1) y 0.031 U (I2).

Se estipula tres niveles de control: (i) en el que incubar los huevos se mantuvieron efectivamente intacta en la incubadora durante 96 horas; (M) para la manipulación en el que el procedimiento de inyección sustituye por una perforación; y (v) para el vehículo en el que la insulina se sustituye por agua destilada. Al término del período de incubación, por lo menos 10 embriones viables en cada uno de los seis modos de experimentos se caracterizan por morfología externa. Hemos llevado a cabo el levantamiento de forma o categorías de anomalías presentes por objeto estándar, y adaptamos el protocolo utilizando un Bowden et al. (1993), cada registro se asigna a uno de los 5 niveles morfogenética cuyo rango se extiende desde la categoría a la

condición normal en la que no hay ninguna organización evidencia céfalo-caudal ( Tabla 1 ).

TABLA 1

Protocolo de evaluación forma embrionaria.

El nivel máximo registrado por el embrión morfogenética fue estadísticamente resumido, y las diferencias entre medias se determinaron mediante ANOVA (p  0,05) y el método de la mínima diferencia significativa (LSD), el sistema de Statgraphics (Univ. Of Illinois, EE.UU.) versión 5.0.

RESULTADOS

Análisis de 80 embriones después de 96 horas de incubación con 24 sujetos mostró morfología normal (30%) - 1nivel de la morfogénesis y pertenece a los controles, el total de 61 que mostró malformación, 42 (67%) correspondiente a los embriones inyectados con insulina. Entre malformada 13 individuos fueron criados categorías de cambios en la morfogénesis, con una posible misma muestra de la multiplicidad, que se caracteriza entre elsegundo y el quinto nivel, de acuerdo con el aumento de la intensidad de la participación en los procesos ( Tabla 2).

CUADRO 2

Frecuencia de embriones normales y categorías de malformación, y en todas las formas niveles de incubación morfogenéticos.

La Tabla 2 muestra que dos categorías de cambio de forma se produjeron de una vez, con la excepción de control (i), las otras modalidades de incubación revelaron más de una categoría de cambio por individuo. Inscritos, respectivamente, 1/13, 5/12 y 8/13 el cambio de la forma de los embriones en el control de (i), (m) y (v).

En las pruebas que se observaron individuos con morfogénesis normal, que entre las 10 categorías de malformaciones, 6 también resultó común en los controles (m) y (v). Se registraron principalmente casos enanismo o retrasar el desarrollo de anormalidades privadas y conjuntas, en particular, entre estos, la "Esfinge en forma de" (por defecto Figs. 1b y 1c ), cuya frecuencia se levantó como una mayor la concentración de insulina.

Figura 1 -. Gallus gallus domesticus embriones se incubaron a 37,5 ° C durante 96 horas. (A) embrión normal (etapa 23); control [29 x] (b) (c). "En forma de esfinge." Standard Los embriones en dorsal y planos laterales;Las pruebas con insulina (I) [86 x y 144 x].

Presente en 21 embriones inyectados con insulina, "Sphinx en forma de" patrón se caracteriza por las pequeñas dimensiones de la pantalla y flexiones del cuerpo y la ausencia de rotación, es posible reconocer el eje anteroposterior porque la proyección cefálica siendo organizado .

En la región posterior, hay un crecimiento desorganizado, dando como resultado el dimorfismo generalizada a expensas de eje de mediana caudal. La configuración tridimensional de una esfinge vieron estos especímenes conducido a la denominación utilizada para representar el patrón morfológico descrito.

Las diferencias entre las medias de los métodos de incubación (i), (m), (v) y (I), (I1) y (I2), evidenciado por ANOVA (p  0,05) y el método de comparaciones múltiples como resultado significativo ( Tabla 3 ).

CUADRO 3

Tamaño de la muestra, mediana, moda y media  desviación estándar, para el nivel morfogenética en incubación seis deportes.

Nuestros resultados ( Tabla 3 ) muestran diferentes tipos de cambio morfogénesis generalizada en los tratados con las concentraciones de insulina probados a las 3 a 4, donde el nivel.

En los embriones de modos de control (m) y (v) el mismo nivel de la morfogénesis expresado sólo una reducción en la tasa de crecimiento. La frecuencia intermedia de anomalías relacionadas con el tercer nivel se refieren a dimorfismo encuentran principalmente asimetrías y malformaciones de las regiones anterior y posterior, tales como la reducción del botón derivada de flujo. Las muestras se observaron con la elaboración de normas - primero sólo en los modos de control de nivel 3 morfogenéticas ( Figura 1a. ).

DISCUSIÓN

Los procesos de desarrollo de la forma, organizados en niveles morfogenéticos ( Tabla 1 ) reflejan la dirección y el ritmo de la diferenciación de los tejidos durante la embriogénesis. Las frecuencias relativamente altas de malformaciones en los controles (m) y (v) en comparación con el control (i) ( Tabla 2 ) muestran que los factores físicos interfieren en la morfogénesis embrionaria.

Pero su nivel de compromiso estructural es, en promedio, significativamente menor que la observada en los ensayos, en los que las frecuencias significativas de dismorfismos generalizadas (nivel 4) muestran que las concentraciones administradas, la insulina compromete el desarrollo normal, provocando un defecto malformaciones característicos ( Fig. segundos ).

Figura 2 -. Embriones frecuencia de acuerdo con el nivel máximo morfogenética en las modalidades de incubación (i) (m) (v), (I2), (I1) y (I).

La presencia de un patrón específico de anomalías de la insulina da la posibilidad de que esta sustancia está potenciando los efectos causados por la manipulación o inherente a la dinámica del desarrollo.

Los casos de enanismo y el patrón con forma de "Sphinx" permiten inferir que la insulina, las dosis utilizadas, se desacelera el ritmo de desarrollo y cambia la forma en que el cuerpo del embrión ( Fig. 1 ), lo que confirma las afirmaciones de Pablo y Delarosa (1995 ) y Pennington et al. (1995) sobre la acción negativa de este agente en el crecimiento y la morfogénesis, especialmente a mediados del segmento posterior del tubo neural. Este marco susceptibilidades de insulina se debe al hecho de que en el período en que se realizaron las pruebas, a excepción de las directrices de la cabeza y dorsales, los objetivos de las capas celulares no se determinaron definitivamente (Eyal-Giladi et al, 1992 ;. Moury y Schoenwolf, 1995; Khaner, 1998).

Una vez que las pruebas impuestas crítica para las condiciones de desarrollo, se supone que los cambios en los centros embrionarias que inducen procesos de

diferenciación regional resultan en patrón en relación a los ejes del cuerpo, principalmente en los extremos cefálico y caudal del cuerpo.

Trasler y Cole (1980) encontraron que el tratamiento con insulina altera significativamente el índice mitótico, el patrón de la neurulación y el metabolismo de hidratos de carbono, pero no afecta a otros parámetros de desarrollo. Nuestros resultados para el estándar "Esfinge en forma de" confirmar en parte confirmar estos datos y los reportados por De Pablo et al. (1990) y Reusch et al. (1995) en relación con dismorfogênese en embriones de aves y ratones tratados con insulina.

Según Reusch et al. (1995), las altas dosis de insulina exógena no causaron la muerte, aunque la proliferación celular bloqueado y mueve el segmento posterior del neuroeje. Para facilitar su papel en el sistema de señalización, la insulina y otros factores de crecimiento tienen receptores específicos en la superficie celular.Según Raw a altas concentraciones de insulina y el factor-I et al. (1991), similar a la insulina (IGF-I), pueden incurrir en reacción cruzada, lo que conduce a errores en la señalización.

Desde su unión al receptor, la insulina produce mediadores secundarios a través de la "ancla" - que consta de fosfatidilinositol glicano y etanolamina ligado a las proteínas, que es hidrolizado por la fosfolipasa (PL). Cuando esta reacción es catalizada por PLD soluble, la adición de formas fosforiladas y no fosforiladas de inositol translocado intracelularmente glucanos como sustrato para la enzima metabólica, una proteína que contiene glycosylinositol se libera en el medio extracelular, lo que sugiere que tipo de interferencia en las vías de señalización para causar coordinar errores de posición organogénesis (Saltiel y Cuatrecasas, 1986; Ishihara et al, 1987; .. Romero et al, 1988; Saltiel y Low, 1988 ;. Spaventi et al, 1990; Raw et al, 1991 ;. Seger 1996, Kume et al 1997) ..

Intracelularmente, el deterioro del mecanismo normal de señalización está posiblemente asociada con la exacerbación de uno de los sectores de la red de transducción de señal de la insulina, desequilibrando la modulación secuencial de fosforilación y desfosforilación de proteínas.

Esta progresiva eje cefalocaudal desorientación podría explicar, en formas "en forma de Sphinx-" del segmento posterior en el que la movilización de la glucosa requerida en esta etapa, produciría anomalías en el proceso de crecimiento.

La similitud de los procesos en la topografía embrionario del ave sugiere que el mantenimiento del modelo utilizado proporcionará información adicional sobre la acción de la insulina y factores similares relacionados con la organización de los mecanismos de campo morfogenéticos.

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