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http://hdl.handle.net/1843/76153| Type: | Tese |
| Title: | Inibição da secreção pulsátil de hormônio luteinizante e função gonadal em ratos obesos: papel dos neurônios KNDy |
| Authors: | Laísa Taline Magalhães Hipólito |
| First Advisor: | Raphael Escorsim Szawka |
| metadata.dc.contributor.advisor2: | Candido Celso Coimbra |
| Abstract: | A obesidade causa redução da secreção de hormônio luteinizante (LH) e infertilidade em homens. Nos últimos anos, a kisspeptina (Kp) tem sido apontada como o peptídeo central que interliga o metabolismo e o eixo reprodutivo. Os neurônios KNDy do núcleo arqueado do hipotálamo (ARC) coexpressam Kp, neurocinina B (NKB) e dinorfina (Dyn). Neste estudo, avaliamos a secreção pulsátil de LH em ratos obesos e a participação dos neurônios KNDy no efeito inibitório da obesidade sobre o eixo hipotálamo-hipófise-gonadal (HPG). No experimento 1, caracterizamos o efeito da obesidade induzida por dieta hiperlipídica (HFD) na função do eixo HPG de ratos. Estes receberam dieta controle (CT) ou HFD durante 13 semanas a partir do desmame. Ratos HFD apresentaram ganho de peso, ingestão calórica e consumo de oxigênio aumentados em relação aos CT. Ainda, ratos HFD apresentaram maior índice de adiposidade, índice de Lee e intolerância à glicose em relação aos CT. Para a avaliação da secreção pulsátil de LH por ELISA, foram realizadas coletas seriadas de sangue pela cauda, a cada seis minutos, durante 3 h. A análise da pulsatilidade revelou redução de 50% na amplitude dos pulsos e de 36% na concentração média de LH nos ratos HFD, enquanto a frequência dos pulsos não foi alterada. Posteriormente, uma parte dos animais foi perfundida para processamento dos cérebros para análise imunohistoquímica. A outra parte dos animais foi decapitada e os cérebros processados para PCR em tempo real (qPCR). O número de neurônios imunorreativos à Kp (Kp-ir) no ARC foi reduzido em 30% nos ratos HFD. Os ratos HFD também apresentaram redução de 35% nos níveis de RNAm de NKB (Nkb), sem alteração na expressão dos genes de Kp (Kiss1) e Dyn (Pdyn) no ARC, bem como redução de 29% na expressão de GnRH (Gnrh1) na área preóptica (POA). A HFD ainda reduziu em 35% o RNAm do receptor para GnRH (Gnrhr) e da cadeia de LH-β (Lhβ) na adenohipófise. No experimento 2, avaliamos se o tratamento intracerebroventricular (i.c.v.) com kisspeptina-10 (Kp-10) seria capaz de reverter a redução da secreção pulsátil de LH em animais HFD. De fato, o tratamento com Kp-10 aumentou a amplitude dos pulsos e o LH médio tanto em ratos CT quanto HFD, restaurando o LH a níveis normais nos animais obesos. No experimento 3, os animais CT e HFD do experimento 2 foram castrados para avaliação da hipersecreção de LH em resposta à ausência da retroalimentação negativa. Após dez dias da castração foi realizada a coleta seriada de sangue pela cauda, o LH médio de quando os animais eram intactos (INT) foi comparado com LH médio após castração dos mesmos animais (CAST). Como esperado, ratos CT CAST apresentaram hipersecreção de LH comparados com os ratos CT INT, os ratos HFD CAST, por outro lado, tiveram o aumento de LH atenuado. Ainda, o número de neurônios Kp-ir no ARC foi aproximadamente 40% menor nos ratos HFD CAST em comparação aos CT CAST. Por fim, avaliamos se o tratamento crônico com Kp-10 subcutâneo (s.c.) reverteria a supressão da pulsatilidade do LH em ratos obesos. Os ratos foram tratados com dieta CT ou HFD durante 18 semanas. A partir da oitava semana, ratos HFD receberam tratamento diário com Kp-10 (HFD+Kp, doses de 1 ou 3 nmol/rato/dia) ou salina (HFD+S), enquanto ratos CT receberam salina (CT+S). Nas doses utilizadas, contudo, a Kp-10 s.c. não foi capaz de reverter o efeito inibitório da obesidade sobre a amplitude dos pulsos e a concentração média de LH nos ratos HFD. Adicionalmente, foram realizadas dosagens de testosterona e estradiol nestes animais. Ratos HFD+S apresentaram níveis reduzidos de testosterona em relação ao CT+S, enquanto que o tratamento com 3 nmol de Kp-10 s.c. restabeleceu os níveis de testosterona dos animais HFD. O estradiol, por sua vez, foi aumentado apenas no grupo HFD+Kp 3. Nossos resultados demonstram que a obesidade induzida pela HFD inibe a amplitude dos pulsos de LH e altera a função testicular em ratos. Isto está associado primariamente à redução da produção de Kp e expressão de Nkb pelos neurônios KNDy, sendo que o tratamento com Kp-10 i.c.v. é capaz de reverter a inibição da pulsatilidade do LH provocada pela obesidade. Por outro lado, o tratamento crônico com baixas doses de Kp-10 s.c. não apresenta o mesmo efeito sobre o LH. Contudo, 3 nmol de Kp-10 parece ter efeito na esteroidogênese testicular independentemente da secreção de gonadotrofinas, sugerindo um mecanismo alternativo de ação da Kp nos testículos. |
| Abstract: | Obesity reduces luteinizing hormone (LH) secretion and causes infertility in men. In the past few years, it has been proposed that kisspeptin (Kp) is the central peptide responsible for connecting metabolic information and the reproductive axis. The KNDy neurons of the arcuate nucleus of the hypothalamus (ARC) coexpress Kp, neurokinin B (NKB) and dynorphin (Dyn). Here, we evaluated the pulsatile LH secretion in obese male rats and investigated the role of KNDy neurons in obesity-induced suppression of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis (HPG). In experiment 1, weaning rats were treated with high-fat-diet (HFD) or standard diet (CT) for 13 weeks. HFD rats displayed higher caloric intake, increased body weight and oxygen consumption when compared with CT. Moreover, HFD rats displayed higher adiposity index, Lee index and glucose intolerance compared with CT. For pulsatile LH secretion measurement, serial blood samples were collected from the tail tip (10 uL every 6 minutes) during 3 h, which revealed reductions of 50% in pulse amplitude and 36% in mean LH concentrations in HFD rats compared to the CT, whereas the pulse frequency did not differ between groups. After the last blood sampling, some of the rats were perfused and the brains were processed for immunohistochemistry. The other part of the rats was decapitated and the brains were processed for real-time PCR (q-PCR). The number of Kp-immunoreactive (ir) neurons in the ARC was 35% lower in HFD rats compared with CT. In addition, HFD rats displayed lower Nkb expression in the ARC. The preoptic area (POA) showed decreased Gnrh1 expression and the pituitary lower mRNA levels of GnRH receptor and LH-β subunit in HFD rats. In experiment 2, we investigated whether intracerebroventricular (i.c.v.) treatment with kisspeptin-10 (Kp-10) would restore the pulsatile LH secretion in HFD rats. Indeed, icv Kp-10 treatment increased the amplitude of LH pulses and mean LH concentrations in CT and HFD rats. In experiment 3, CT and HFD rats from experiment 2 were castrated for evaluation of LH hypersecretion in response to orchiectomy. As expected, LH levels were elevated in CT CAST rats. On the other hand, LH increase in response to orchidectomy was greatly diminished in HFD CAST. In addition, the number of Kp-ir neurons in the ARC was 40% lower in HFD CAST rats compared with CT CAST. In experiment 4, rats were treated with HFD for 18 weeks. From the eighth week on, HFD rats received Kp-10 daily (HFD+Kp 1 nmol or 3 nmol/rat/day s.c.) or saline (HFD+S). The CT group received only saline (CT+S). Treatment with s.c. Kp-10 was not able to restore the HFD-induced suppression of LH pulse amplitude or mean LH concentrations. On the other hand, the treatment with 3 nmol Kp-10 was able to revert the defective testosterone secretion in HFD rats. The results demonstratethat HFD-induced obesity inhibits the amplitude of LH pulses, which is associated with of Kp peptide and Nkb mRNA in KNDy neurons. Central injection of Kp-10 is able to restore the HFD-induced suppression in LH pulsatile release. On the other hand, chronic treatment with low doses of s.c. Kp-10 did not show the same effect. However, 3 nmol of Kp-10 appears to exert an effect on testicular steroidogenesis independent from gonadotrophin release, suggesting an alternative mechanism of Kp action at the testicular level. |
| Subject: | Fisiologia Obesidade Hormônio luteinizante Kisspeptinas Infertilidade Masculina Sistema Hipotálamo-Hipofisário |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/76153 |
| Issue Date: | 31-Aug-2018 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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