Modelo para la formación de orina en el segmento superior de los túbulos de Malpighi (UMT) de Rhodnius Prolixus Stal (Hemiptera, Reduviidae). Homenaje al gran estudioso del Rhodnius Prolixus Sir Vincent B. WigglesWorth CBE, FRS (1899-1994)

Autor: A. M. Gutiérrez, A. D. Gámez, R. García y G. Whittembury

Resumen:

Rendimos homenaje a Sir Vincent B. Wigglesworth, fundador de la fisiología de insectos, quien desde 1930 estudió el Rhodnius prolixus (insecto triatomino chupador de sangre, en Venezuela llamado chipo; insectos relacionados en el continente americano se denominan chirimachas, vinchucas, barbeiros, etc). Se revisa el mecanismo de producción de orina en el segmento inicial, ciego (UMT) de sus túbulos de Malpighi. Hemos usado tres métodos para construir un modelo de cómo forman la secreción u orina las células epiteliales de los (UMT). (I) En el primero, se usaron perfusiones dobles de los UMT del 5º estadio de ninfas de Rhodnius para medir su velocidad de secreción. Los UMT fueron estimulados a secretar con 5-HT. Con perfusiones dobles se tuvo acceso separadamente a las membranas basolaterales y apicales de las células de los UMTs con fármacos que bloquean diferentes funciones de transporte como ATPasas, cotransportadores, y /o contratransportadores y canales iónicos y de agua: ouabaína, bafilomycin A1, furosemida, bumetanida, SITS, acetazolamida, amilorida, DPC, BaCl2, pCMBS y DTT. La suposición básica es que cambios en la velocidad de secreción reflejan cambios en los mecanismos de transporte iónico. (II) Con el segundo, usando un método fluorométrico, se midieron concentraciones intracelulares de Na+ en los UMT, en varias condiciones experimentales. (III) Con el tercero se midieron actividades de las ATPasas en los UMT de Rhodnius y en cultivos celulares de Aedes albopictus C6/36 , que usamos como modelo experimental. Nuestros estudios permiten idear un modelo de cómo es la función de las células del UMT. En el que (a) en la membrana celular basolateral es fundamental un cotransportador de Na+-K+-2Cl-; de importancia intermedia son la Na+-K+-ATPasa sensible a ouabaína y la Na+-ATPasa insensible a ouabaína, canales iónicos y de agua (Rp-MIP). (b) En la membrana celular apical, son muy importantes una V-H+- ATPasa; e intercambiadores K+ y/o Na+-H+.

Palabras claves:

Secreción en Insectos, Transporte iónico epitelial, Transporte iónico en insectos, Rhodnius prolixus, Túbulos de Malpighi.

Abstract:

We homage Sir V B Wigglesworth, founder of Insect physiology who since 1930 studied the Venezuelan blood sucking bug Rhodnius prolixus. Three different methods have been used to improve a model for fluid secretion in upper malpighian tubules (UMT) of the blood sucking insect Rhodnius prolixus and insect epithelial cells. (I) In the first, UMT double perfusions in 5th instar Rhodnius were used to measure their fluid secretion rate. They were stimulated to secrete with 5-HT. Double perfusions allowed access separately to the basolateral and the apical cell membranes with pharmacological agents known to block different ion transport functions, namely ATPases, co- and/or counter- transporters and ion and water channels: ouabain, bafilomycin A1, furosemide, bumetanide, SITS, acetazolamide, amiloride, DPC, BaCl2, pCMBS and DTT. The basic assumption is that changes in water movement reflect changes in ion transport mechanisms. (II) Intracellular Na+ concentrations were measured with a fluorometric method in dissected Rhodnius prolixus UMT, under several experimental conditions. (III) ATPase activities were measured in Rhodnius prolixus UMT and in Aedes albopictus C6/36 cultured cells, which were used as a model system. A tentative model for the function of the UMT cell is presented. We find that (a) at the basolateral cell membrane, fundamental is a Na+-K+-2Cl– cotransporter; of intermediate importance are the Na+-K+-ATPase and the ouabain- insensitive Na+-ATPase, ion channels and Rp-MIP water channels. (b) At the apical cell membrane, most important are a V-H+-ATPase; and a K+ and/or Na+-H+ exchanger.

Keywords:

Secretion in Insects, Epithelial ion transport, Insect ion transport, Rhodnius prolixus, Malpighian tubules.