Há evidências de que o sistema nervoso simpático (SNS) regula negativamente a massa óssea, via receptores β2-adrenérgicos (β2-AR) expressos em osteoblastos. Recentemente, observamos que camundongos com inativação do receptor β2-AR (β2-AR^-/-) são parcialmente resistentes aos efeitos osteopênicos do excesso de hormônio tiroideano (HT) no esqueleto, sugerindo que há interação entre o HT e SNS para regular a massa óssea, envolvendo a sinalização dos receptores β2-AR. O objetivo deste estudo foi investigar se o HT interage com a via de sinalização do receptor β2-AR, localmente no tecido ósseo e em osteoblastos, para regular o remodelamento ósseo e a biologia dos osteoblastos. Para tanto, avaliamos o efeito da triiodotironina (T3; 10^-8 M); clenbuterol (CLE, 10^-4 M), um agonista β2-AR; propranolol (PROP; 10-6 M), um antagonista β2-AR; ou a combinação do T3 com essas drogas (T3+CLE ou T3+PROP) em células osteoblásticas da linhagem MC3T3-E1, derivada da calvária de camundongos. Em seguida, avaliamos o efeito do T3 (10-8 M); CLE (10^-4 M), ou a combinação de ambos (T3+CLE) em culturas primárias de osteoblastos derivados da calvária de camundongos selvagens (Selv) e β2-AR^-/-. Avaliamos, ainda, o efeito do T3, CLE e T3+CLE em culturas de fêmures e tíbias (culturas de órgãos) derivados de animais Selv e β2-AR^-/-. O T3 e CLE sozinhos limitaram o crescimento celular nas células Selv, mas não nas células β2-AR^-/-. O T3+CLE não alterou o efeito negativo do T3 nesse parâmetro celular. O T3 também limitou o crescimento das células MC3T3-E1, entretanto, esse efeito foi abolido quando o PROP foi combinado com o T3 (T3+PROP). O tratamento com T3 por 21 dias induziu a formação de nódulos de mineralização nas culturas primárias de osteoblastos Selv, o que não foi observado nas culturas β2-AR^-/-. O T3 induziu a expressão da osteocalcina (OC) nas culturas primárias de osteoblastos e nas culturas de órgão Selv, mas o fez de maneira mais branda nas culturas β2-AR^-/-. O T3 induziu a expressão de osteoprotegerina (OPG) nos osteoblastos Selv (culturas primárias), mas não nos osteoblastos β2-AR^-/-. Em conjunto, esses achados sugerem que (i) a integridade da via de sinalização dos receptores β2 adrenérgicos é necessária para que o T3 promova o seu efeito negativo no crescimento celular e positivo na diferenciação osteoblástica; e que (ii) há uma interação local, em osteoblastos, entre o HT e o SNS, através da sinalização dos receptores β2 adrenérgicos, para regular esses processos.

There is evidence that the sympathetic nervous system (SNS) negatively regulates bone mass via β2-adrenergic receptors (β2-AR) expressed in osteoblasts. Recently, we observed that mice with β2-AR receptor inactivation (β2-AR^-/-) are partially resistant to the osteopenic effects of excess thyroid hormone (TH) in the skeleton, suggesting that there is an interaction between TH and SNS to regulate bone mass, involving the signaling of β2-AR receptors. The aim of this study was to investigate whether TH interacts with the β2-AR receptor signaling pathway, locally in bone tissue and in osteoblasts, to regulate bone remodeling and osteoblast biology. Therefore, we evaluated the effect of triiodothyronine (T3; 10^-8- M); clenbuterol (CLE, 10^--4- M), a β2-AR agonist; propranolol (PROP; 10^--6- M), a β2-AR antagonist; or the combination of T3 with these drugs (T3+CLE or T3+PROP) in osteoblastic cells of the MC3T3-E1 lineage, derived from mouse calvaria. Next, we evaluated the effect of T3 (10^--8- M); CLE (10^--4-M), or the combination of both (T3+CLE) in primary cultures of wild-type mouse calvaria-derived osteoblasts (Selv) and β2-AR^-/-. We also evaluated the effect of T3, CLE and T3+CLE in cultures of femurs and tibias (organ cultures) derived from Selv and β2-AR^-/- animals. T3 and CLE alone limited cell growth in Selv cells, but not in β2-AR^-/- cells. T3+CLE did not alter the negative effect of T3 on this cellular parameter. T3 also limited the growth of MC3T3-E1 cells, however, this effect was abolished when PROP was combined with T3 (T3+PROP). Treatment with T3 for 21 days induced the formation of mineralization nodules in primary osteoblast Selv cultures, which was not observed in β2-AR^-/- cultures. T3 induced osteocalcin (OC) expression in primary osteoblast cultures and Selv organ cultures, but more mildly in β2-AR^-/- cultures. T3 induced osteoprotegerin (OPG) expression in Selv osteoblasts (primary cultures), but not in β2-AR^-/- osteoblasts. Taken together, these findings suggest that (i) the integrity of the β2-adrenergic receptor signaling pathway is necessary for T3 to promote its negative effect on cell growth and its positive effect on osteoblastic differentiation; and that (ii) there is a local interaction, in osteoblasts, between TH and the SNS, through the signaling of β2 adrenergic receptors, to regulate these processes.