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Type: Artigo de periódico
Title: A influência do estímulo mecânico na expressão da quinase de adesão focal no osso in vivo
Title Alternative: The influence of the mechanical loading on the expression of focal adhesion kinase in bone
Author: Gusmão, C.V.B.
Pauli, J.R.
Alves, J.M.
Velloso, L.A.
Saad, M.J.A.
Belangero, W.D.
Abstract: It?s widely known that mechanical deformation of bone promotes activation of some proteins in the extracellular matrix and bone cells. These proteins are responsible for signaling intracellular reactions that determine bone mass growth. Studies indicate focal adhesion kinase (FAK) as a crucial protein to signal mechanical deformation caused by mechanical loading on bone, but evidences in vivo are required to prove this role. Objectives - Using a low-intensity ultrasound, investigate the influence of the mechanical loading on the expression of FAK in bone, and the possibility of detecting proteins involved on cellular proliferation of bone and skeletal muscle. Material and methods - Tibiae and fibulae of 12-weeks-rats were stimulated by low-intensity ultrasound during 20 minutes/once a day for periods of 7, 14 and 21 days. There were 4 groups, each one containing 7 rats. The control group was not stimulated. Fifteen hours after the last stimulation, the tibia and fibula were extracted for immunoblotting procedures with specific antibodies in order to evaluate FAK, FAK-Tyr(P)-397, extracellular signal-regulated kinase-2 (ERK-2), ERK-1/2-Tyr(P)-204, insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and IRS-2. The skeletal muscle of the stimulated area was subjected to the same procedures. Results - Comparing the results of the different groups, both FAK and FAK-Tyr(P)-397 were not detected in bone. However, ERK-2, ERK-1/2-Tyr(P)-204, IRS-1 and IRS-2 were identified. Moreover, all the proteins studied were detected in skeletal muscle except for IRS-2. Discussion and conclusion - The results suggest there are no significant quantities of FAK in bone detectable by the methods used. In other hand, it was noted that ERK-2, ERK-1/2-Tyr(P)-204, IRS-1 and IRS-2 are detectable in bone and may be responsive to mechanical stimulation. In addition, the detection of these proteins in skeletal muscle, including FAK, opens up new perspectives on the study of the influence of this tissue on bone repair.
O estímulo mecânico sabidamente provoca deformação de proteínas da matriz extracelular e da célula óssea, as quais se tornam ativas e sinalizam reações intracelulares que determinam o aumento da massa óssea. Estudos apontam a quinase de adesão focal (FAK) como uma proteína fundamental na sinalização da deformação celular causada pelo estímulo mecânico no osso, mas há necessidade de estudos in vivo que comprovem esse papel. Objetivos - Com o ultra-som de baixa potência, investigar a influência do estímulo mecânico na expressão da FAK no osso, e a possibilidade de detectar proteínas envolvidas com a proliferação celular óssea e muscular esquelética. Material e Métodos - Tíbias e fíbulas de ratos foram estimuladas com ultra-som de baixa potência durante 20 min/uma vez ao dia, por períodos de 7, 14 e 21 dias. O grupo controle não foi estimulado. Cada grupo continha 7 ratos. Quinze horas após o último estímulo, a tíbia e a fíbula foram retiradas para realização de immunoblotting, utilizando anticorpos específicos para identificar FAK, FAK-Tyr(P)-397, extracellular signal-regulated kinase-2 (ERK-2), ERK-1/2-Tyr(P)-204, insulin receptor substrate-1 (IRS-1) e IRS-2. O músculo esquelético da região estimulada foi extraído e submetido ao mesmo procedimento. Resultados - Analisando-se os resultados de immunoblotting comparativamente com o grupo controle, não foram detectadas FAK e FAK-Tyr(P)-397 no tecido ósseo, enquanto ERK-2, ERK-1/2-Tyr(P)-204, IRS-1 e IRS-2 foram identificados. No músculo esquelético, todas as proteínas estudadas foram identificadas, exceto IRS-2. Discussão e Conclusão: Os resultados sugerem que não deve haver quantidade suficiente de FAK no osso detectável pelo método utilizado. Por outro lado, observou-se que ERK-2, IRS-1 e IRS-2 são detectáveis no osso e devem responder ao estímulo mecânico. Além disso, o encontro dessas proteínas no tecido muscular abre novas perspectivas no estudo da influência das partes moles no processo de reparação do tecido ósseo.
Subject: Quinase de adesão focal
ultra-som
osteogênese
mecanotransdução
integrinas
Focal adhesion kinase
ultrasound
osteogenesis
mechanotransduction
integrins
Editor: Rede Latino-Americana de Materiais
Rights: aberto
Identifier DOI: 10.1590/S1517-70762007000300007
Address: http://dx.doi.org/10.1590/S1517-70762007000300007
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762007000300007
Date Issue: 1-Jan-2007
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