Distribution of aquaporins in the nasal passage of Octodon degus, a South-American desert rodent and its implications for water conservation Distribución de acuaporinas en los pasajes nasales de Octodon degus, un roedor de ambientes desérticos sudamericanos: implicaciones en la conservación de agua

• Main Authors: PEDRO GALLARDO, SOFÍA HERRERA, KARIN SAFFER, FRANCISCO BOZINOVIC
• Format: Article
• Language: English
• Published: BMC 2008-03-01
• Series: Revista Chilena de Historia Natural
• Subjects: acuaporinas; pasaje nasal; roedores de ambientes áridos y semiáridos; aquaporin; nasal passage; desert rodent
• Online Access: http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0716-078X2008000100003

Rodents from arid and semiarid environments live under conditions where the spatial and temporal availability of water is limited. Octodon degus is a South-American desert-dwelling rodent inhabiting arid and semiarid habitats of central and northern Chile. Its survival depends on morphological, physiological and behavioral adaptations that allow water conservation. This rodent has a high urine concentrating ability, high capacity of fecal dehydration and low evaporative water loss, related to the ability of the nasal passages to condense water from the exhaled air; this water must be absorbed in order to avoid its accumulation in the nasal passages and potential loss through the nostrils. We hypothesize that aquaporins (AQPs) might be present in the nasal mucosa; therefore, we studied the distribution of AQP-1, AQP-2, AQP-3 and AQP-4 through immunocytochemistry. Intense AQP-1 labeling was observed throughout the subepithelial vascular network; no AQP-1 immunoreactivity was detected in olfactory and non-olfactory epithelial cells. No signal was detected for AQP-2 and 4. AQP-3 distribution was restricted to the surface non-olfactory epithelial cells lining the turbinates in narrow passages and blind spaces. Therefore, AQP-1 and AQP-3 coincided at the level of the turbinates, although in different cell types which suggest a pathway for water removal from the nasal surface first through AQP-3 in non-olfactory epithelial cells and then into the capillary lumen through AQP-1<br>Los roedores de ambientes áridos y semiáridos viven bajo una disponibilidad limitada de agua tanto espacial como temporal. Octodon degus es un roedor sudamericano que habita ambientes áridos y semiáridos del norte y zona central de Chile. Su supervivencia depende de adaptaciones morfológicas, fisiológicas y conductuales que permiten optimizar la conservación de agua. Este tiene una alta capacidad de concentración urinaria y de deshidratación de la fecas además de una baja tasa de evaporación pulmocutánea, relacionada con la capacidad de los pasajes nasales para condensar agua contenida en el aire espirado; el agua condensada debe ser absorbida en orden de evitar su acumulación y potencial pérdida por las fosas nasales. Nuestra hipótesis es que el epitelio de los pasajes nasales expresaría acuaporinas (AQPs) que podrían servir como una vía rápida de absorción del agua condensada. Se estudió la distribución de AQP-1, AQP-2, AQP-3 y AQP-4 mediante inmunocitoquímica en cortes provenientes de animales controles y sometidos a un periodo de restricción acuosa. Se detectó abundante inmunorreactividad para AQP-1 en la red vascular subepitelial, no se detectó expresión de AQP-1 en el epitelio de los pasajes nasales. No se detectó ni AQP-2 ni AQP-4 en el mismo epitelio. Se detectó inmunorreactividad para AQP-3 en el epitelio no olfatorio que recubre los turbinales en pasajes nasales estrechos y ciegos. No se evidenciaron cambios en la abundancia de inmunorreactividad para AQP-3 entre ambos grupos. La inmunorreactividad para AQP-1 subepitelial y para AQP-3 epitelial coincide a nivel de los turbinales, aunque en diferentes tipos celulares; ello sugiere que estas acuaporinas podrían servir como una vía para la absorción de agua desde la superficie de los pasajes nasales, vía AQP-3 hacia los capilares subepiteliales a través de AQP-1