Efeitos da privação de sono na homeostase e metabolismo do cálcio em esplenócitos de camundongos

Abstract

Sleep is an important physiological event that directly influences health and is related to the immune system in which calcium acts as an important messenger. In this study, we performed measurements of cytosolic calcium mobilization in living cells in order to understand the changes in this ion signaling in immune cells from mice after different periods of sleep deprivation. Splenocytes of mice deprived of sleep for various periods (12 to 72 hours) showed a progressive loss of the intracellular calcium maintenance from the endoplasmic reticulum store and a commitment of transient calcium buffering by mitochondria. These data were confirmed by changes in the performance of calcium channels SOCE and STIM1 and in the integrity of lysosomal and mitochondrial physiology. These results were corroborated by the increase in activity of antioxidant enzymes such as mitochondrial and cytosolic superoxide dismutase, which reinforces the idea that the disruption in the integrity of mitochondria and lysosomes possibly occurred by uncontrolled generation of oxidative stress. The reduction of catalase activity suggests involvement in cellular integrity, since excess of calcium and free radicals probably compromise cell signaling. Moreover, deficient immune response was observed when a group of mice was allowed to sleep for 24 and 48 hours of sleep deprivation for 72 hours, followed by infection with malaria parasites (Plasmodium chabaudi). The involvement of the immune cells was confirmed by the reduction in the total population of cells in the spleen and, specifically, the population of B lymphocytes. These new data suggest that sleep deprivation affects calcium signaling probably by a stress in the endoplasmic reticulum, mitochondria and lysosomes, leading to an insufficient supply of calcium to signaling events and consequent intracellular damage. These data confirm previously described mechanisms of immunosuppressive effects of sleep loss.

O sono é um importante evento fisiológico que diretamente influencia a saúde e está relacionado com o sistema imunológico no qual o cálcio age como um importante mensageiro. Neste estudo, nós realizamos as medidas de mobilização do cálcio citossólico em células vivas com o objetivo de compreender as mudanças na sinalização deste íon em células imunológicas do baço de camundongos após diferentes períodos de privação de sono. Esplenócitos de camundongos privados de sono por diferentes períodos (12 à 72 horas) mostraram uma progressiva perda da manutenção do cálcio intracelular proveniente do estoque do retículo endoplasmático e um comprometimento do tamponamento de cálcio transiente pela mitocôndria. Estes dados foram confirmados por mudanças no desempenho dos canais de cálcio SOCE e STIM1 e na integridade da fisiologia mitocondrial e lisossomal. Estes resultados foram corroborados pelo aumento na atividade de enzimas antioxidantes como a Superóxido Dismutase mitocondrial e citossólica, o que reforça que o rompimento na integridade da mitocôndria e lisossomos possivelmente ocorreu pela geração descontrolada de estresse oxidativo. A redução da atividade da Catalase sugere comprometimento na integridade celular, uma vez que o excesso de cálcio e radicais livres provavelmente danificaram o mecanismo de sinalização da célula. Ademais observamos resposta imunológica deficiente quando um grupo de camundongos pode dormir por 24 e por 48 horas após a privação de sono por 72 horas, seguido de infecção com parasita de malária (Plasmodium chabaudi). O envolvimento das células imunológicas foi confirmado pela redução na população de células totais do baço e, especificamente, na população de linfócitos B. Estes novos dados sugerem que a privação de sono prejudica a sinalização do cálcio provavelmente por um estresse no retículo endoplasmático, mitocôndria e lisossomos levando a um suprimento insuficiente de cálcio para eventos de sinalização com conseqüentes danos intracelulares. Estes dados confirmam mecanismos descritos previamente de efeitos imunossupressores da perda de sono.