Rhodnius prolixus Malpighian tubules and control of diuresis by neurohormones

Rhodnius prolixus Malpighian tubules (MTs) are a good model for fluid and ion secretion studies in view of the dramatic postprandial diuresis, which follows its massive blood meals. Ingestion of a blood meal equals to 10-12 times their initial body mass, leads to rapid activation of high output by excretory system, which eliminates 40-50 percent of the fluid mass. Secretion of ions and water is stimulated 1000-fold by serotonin and diuretic hormone. These hormones cooperate synergistically to activate adenylate cyclase activity from MTs cells, which increase the level of intracellular cAMP. The anti-diuretic hormones have also an important role in the fluid maintenance of Rhodnius prolixus. Several hours after insect feeding occurs a reduction in urine flow, that has been thought to result from a decreased diuretic hormone release or from a novel mechanism of anti-diuresis involving insect cardioacceleratory peptide 2b (CAP2b) and cyclic GMP. In this article it is discussed how the hormone regulation of fluid transport is done in Rhodnius prolixus MTs.

Os túbulos de Malpighi (TMs) de Rhodnius prolixus são reconhecidos por serem excelentes modelos para o estudo da secreção de fluidos e íons devido a grande diurese que ocorre quando esses animais se alimentam de sangue. O inseto, após alimentação, pode aumentar seu peso corporal inicial em até 10-12 vezes, o que leva a rápida ativação do sistema excretor, que elimina 40-50 por cento do fluido corporal. A secreção de íons e água é estimulada 1000 vezes pela serotonina e pelos hormônios diuréticos. Esses hormônios agem sinergicamente ativando a adenil ciclase das células dos TMs, aumentando os níveis intracelulares de AMPc. Os hormônios anti-diuréticos também têm um importante papel na manutenção dos fluídos corporais do Rhodnius prolixus. Várias horas após a alimentação do inseto ocorre uma redução do fluxo urinário, o que foi sugerido ser decorrente da diminuição da liberação dos hormônios diuréticos ou da anti-diurese envolvendo o peptídeo cardioaceleratório 2b (CAP2b) e o GMPc. Neste artigo é discutida a regulação hormonal do transporte de fluido nos MTs de Rhodnius prolixus.

Feulgen staining in malpighian tubules of meliponid bees: a methodological contribution

Whole-mounted Malpighian tubules of larvae from two meliponid bee species fixed in acetic acid-ethanol showed apositive cytoplasmic staining with Schiff reagent when submitted to the Feulgen reaction in which acid hydrolysiswas done in 4 M HCl at room temperature. The ability of various treatments applied before the Feulgen acid hydrolysisto abolish this cytoplasmic staining was examined. The aldehyde groups of phospholipids present in the cytoplasm ofthe Malpighian tubules were blocked or removed by sequential treatment with 5% sodium borohydride and acetonechloroform(1:1, v/v) for 15 min each prior to HCl hydrolysis. This treatment is recommended in order to abolish thecytoplasmic (plasmal) reaction and to allow the reliable quantification of DNA by the Feulgen reaction and thediscrimination of nuclear phenotypes in the Malpighian tubules of meliponid bees.

Estudo morfo-fisiológico dos túbulos de Malpighi de Rhodnius prolixus stal 1859 (Hemiptera, Reduviidae, Triatominae) / Morpho-physiological study of malpighian tubules of Rhodnius prolixus stal 1859 (Hemiptera, Reduviidae, Triatominae)

Foram analisadas modificações nos túbulos de Malpighi de Rhodnius prolixus durante o ciclo alimentar do inseto. As regiões proximais e distais destes túbulos, possuem epitélio simples, envoltos por uma lâmina basal. O citoplasma é homogêneo na região proximal, existindo na distal, numerosos vacúolos, grânulos e concreções de minerais amorfos... A região proximal apresenta interdigitações basais, de aspecto vacuolizado e na região distal estas têm aspecto paralelo. O glicogênio evidenciado nos túbulos de Malpighi é possivelmente a principal fonte de reserva de energia nestas células. A partir de uma hora após a alimentação, a região proximal apresenta uma gradual diminuição do volume do epitélio, com intensa vacuolização na região basal e desorganização parcial das microvilosidades. Com 72h o volume é grande e as mitocôndrias encontram-se espalhadas pelo epitélio. A região distal apresenta concreções de minerais amorfos com aspecto de lamelas concêntricas. Após 24h observa-se muitos vacúolos de conteúdo não-eletrondenso. Os túbulos, quando submetidos a um choque hiperosmótico, apresentam uma desorganização parcial das microvilosidades na região proximal, sem alteração da vacuolização basal. Na região distal, as concreções são expelidas para o lúmen juntamente com porções de membrana, sem quebra da integridade do epitélio, mantendo o padrão em paralelo das interdigitações basais, sugerindo que os íons presentes seriam utilizados na regulação de volume. A ocorrência de uma variação na expressão da Na++K+-ATPase indica que esta enzima participa ativamente da regulação do volume. O mesmo ocorre com VH+-ATPase, cuja intensa atividade expressa com uma hora após o repasto, coincide com o pico de presença de cálcio e fósforo nas concreções de minerais amorfos, com a detecção da Ca++-ATPase por citoquímica ultraestrutural e pela alta atividade da Na++K+-ATPase neste período. O citoesqueleto evidenciou uma variação na expressão da tubulina nos diferentes tempos após a alimentação, diferente dos filamentos de actina, que mantiveram um padrão constante. Estes dados reforçam a importância da alimentação nas modificações morfológicas, na regulação do volume celular e na expressão das ATPases da membrana luminal e baso-lateral nas células dos túbulos de Malpighi de R. prolixus.

Replacement of larval by adult Malpighian tubules during metamorphosis of Melipona quadrifasciata anthidioides Lep. (Hymenoptera, Apidae, Meliponinae): morphological studies

In Melipona quadrifasciata anthidioides a stingless bee, the malpighian tubules (Mt) of the larvae are totally reabsorbed during pupation and replaced by others that will function in the adult. The dye exclusion test shows generalized celular death in the larvall tubules present in prepupae. The results obtained with the acid phosphatase reaction corroborate these findings. Between the end of larval phase and emergence of adult, the insect does not have functional malpighian tubules, but develops waste storaging cells, the urate cells, for nitrogenous waste inactivation. the morphology of degeneration of the larval and the arising of the adult Mt, as well as that of the urate cell on light microscopy are described. The apparent change in the connection point between intestine and malpighian tubules of larva and adult is also discussed.