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Authors
Abstract(s)
Melatonin cooperates with insulin in the regulation of glucose homeostasis. Within the testis, glucose metabolism in the somatic Sertoli cell (SC) is pivotal for spermatogenesis. Since the effects of melatonin on male reproductive physiology remain largely unknown, we hypothesized that melatonin may affect spermatogenesis by modulating SCs metabolism, interacting with insulin. To test our hypothesis SCs were cultured in the absence or presence of insulin or melatonin (or both) and metabolite production/consumption was determined by proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR). Protein levels of glucose transporters (GLUT1 and GLUT3), phosphofructokinase 1, lactate dehydrogenase (LDH) and monocarboxylate transporter 4 were determined by Western blot. LDH activity was also assessed. Melatonin-only treated SCs showed increased glucose consumption via modulation of GLUT1 expression, but decreased LDH protein expression and activity, which resulted in lower lactate production. Moreover, melatonin-only exposed SCs produced and accumulated less acetate than insulin-exposed cells. Notably, the combined treatment (insulin plus melatonin) increased acetate production by SCs, but intracellular acetate content remained lower than in insulin-only exposed cells. Finally, intracellular redox state was normalized in SCs by melatonin exposure, as reflected by the intracellular lactate/alanine ratio. Interestingly, SCs exposed to insulin plus melatonin produced more lactate and normalized the expression of some glycolysis-related enzymes and transporters. These findings illustrate that melatonin regulates SCs metabolism and thus, may affect spermatogenesis. Since lactate produced by SCs provides nutritional support and has an anti-apoptotic effect in developing germ cells, melatonin supplementation may be an effective therapy for diabetic male individuals facing subfertility/infertility.
A melatonina, juntamente com a insulina, cooperam na regulação da homeostase da glucose. Nos testículos, o metabolismo das células de Sertoli é essencial para a espermatogénese. Uma vez que os efeitos da melatonina na fisiologia reprodutiva masculina permanecem largamente desconhecidos, neste trabalho colocamos como hipótese que a melatonina pode afetar a espermatogénese através da modulação do metabolismo das células de Sertoli, interagindo com a insulina. Para testar esta hipótese foram feitas culturas de células de Sertoli na presença ou ausência de insulina ou melatonina (ou ambos) e a produção/consumo de metabolitos foi determinada através da técnica de ressonância magnética nuclear. Os níveis proteicos dos transportadores de glucose (GLUT1 e GLUT3), fosfofrutoquinase, lactato desidrogenase (LDH) e transportador monocarboxilado 4 foram determinados através da técnica de Western Blot. A atividade da LDH foi também avaliada. As células de Sertoli tratadas somente com melatonina revelaram um aumento no consumo de glucose através da modulação da expressão do GLUT1, mas diminui os níveis proteicos e a atividade da LDH, o que resulta numa baixa produção de lactato. Além disso, as células de Sertoli expostas somente à melatonina produziram e acumularam menos acetato do que as células expostas à insulina. É de salientar que o tratamento combinado da insulina com melatonina aumenta a produção de acetato pelas células de Sertoli, contudo, o conteúdo intracelular em acetato permanece mais baixo do que nas células expostas somente à insulina. Finalmente, o estado redox foi normalizado nas células de Sertoli tratadas com melatonina, conforme refletido pelo rácio lactato/alanina intracelular. É de notar que nas células de Sertoli expostas à insulina mais melatonina a produção de lactato aumenta e é normalizada a expressão de algumas enzimas, bem como de transportadores, envolvidos na glicólise. Estes resultados demonstram a relevância da melatonina na regulação do metabolismo das células de Sertoli, o que por sua vez pode afetar a espermatogénese. Uma vez que o lactato produzido pelas células de Sertoli fornece suporte nutricional e tem um efeito anti-apoptótico nas células germinativas, uma terapia com melatonina pode ser efetiva para indivíduos diabéticos com problemas relacionados com infertilidade.
A melatonina, juntamente com a insulina, cooperam na regulação da homeostase da glucose. Nos testículos, o metabolismo das células de Sertoli é essencial para a espermatogénese. Uma vez que os efeitos da melatonina na fisiologia reprodutiva masculina permanecem largamente desconhecidos, neste trabalho colocamos como hipótese que a melatonina pode afetar a espermatogénese através da modulação do metabolismo das células de Sertoli, interagindo com a insulina. Para testar esta hipótese foram feitas culturas de células de Sertoli na presença ou ausência de insulina ou melatonina (ou ambos) e a produção/consumo de metabolitos foi determinada através da técnica de ressonância magnética nuclear. Os níveis proteicos dos transportadores de glucose (GLUT1 e GLUT3), fosfofrutoquinase, lactato desidrogenase (LDH) e transportador monocarboxilado 4 foram determinados através da técnica de Western Blot. A atividade da LDH foi também avaliada. As células de Sertoli tratadas somente com melatonina revelaram um aumento no consumo de glucose através da modulação da expressão do GLUT1, mas diminui os níveis proteicos e a atividade da LDH, o que resulta numa baixa produção de lactato. Além disso, as células de Sertoli expostas somente à melatonina produziram e acumularam menos acetato do que as células expostas à insulina. É de salientar que o tratamento combinado da insulina com melatonina aumenta a produção de acetato pelas células de Sertoli, contudo, o conteúdo intracelular em acetato permanece mais baixo do que nas células expostas somente à insulina. Finalmente, o estado redox foi normalizado nas células de Sertoli tratadas com melatonina, conforme refletido pelo rácio lactato/alanina intracelular. É de notar que nas células de Sertoli expostas à insulina mais melatonina a produção de lactato aumenta e é normalizada a expressão de algumas enzimas, bem como de transportadores, envolvidos na glicólise. Estes resultados demonstram a relevância da melatonina na regulação do metabolismo das células de Sertoli, o que por sua vez pode afetar a espermatogénese. Uma vez que o lactato produzido pelas células de Sertoli fornece suporte nutricional e tem um efeito anti-apoptótico nas células germinativas, uma terapia com melatonina pode ser efetiva para indivíduos diabéticos com problemas relacionados com infertilidade.
Description
Keywords
Função Reprodutora Masculina Glicólise Melatonina Metabolismo Sertoli