Papel dos neurônios KNDY na regulação estrogênica da secreção de hormônio luteinizante e prolactina em ratas
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Fernando Marcos dos Reis
Renata Frazão
Renata Frazão
Resumo
A hiperprolactinemia, uma disfunção do eixo hipotálamo-hipófise altamente prevalente,
está frequentemente associada a desordens reprodutivas em mulheres. Um importante
estimulador do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal é a kisspeptina, um peptídeo chave para
a fertilidade. Neurônios do núcleo arqueado hipotalâmico (ARC) que coexpressam
kisspeptina (Kp), neurocinina B e dinorfina A (KNDy) desempenham um papel
importante, mas ainda não completamente elucidado, no controle das secreções de
hormônio luteinizante (LH) e prolactina (PRL). Este trabalho teve por objetivo determinar
os efeitos da ablação dos neurônios KNDy sobre a regulação estrogênica da secreção das
secreções de LH e PRL em ratas. Para tal, foi utilizado saporina conjugada a agonista do
receptor 3 da neurocinina (NK3-SAP) para lesionar seletivamente neurônios KNDy.
Ratas com ciclo estral regular receberam injeções estereotáxicas intra-ARC de NK3-SAP
(NK3-SAP; n = 5) ou veículo (Veh; n = 6). A ciclicidade estral foi monitorada por 21 dias
antes e após as injeções e em seguida foi feita a ovariectomia. Os ovários foram coletados
e processados para análise histológica. As ratas foram tratadas com cipionato de estradiol
(E2; modelo OVX+E2). O tratamento com E2 foi realizado durante três dias e no quarto
dia as amostras de sangue foram coletadas pela cauda a cada 30 min, das 13:00 h às 19:00
h, para análise de LH e PRL no sangue total. Após 6 dias, as ratas receberam tratamento
com óleo por três dias e no quarto dia as amostras de sangue foram colhidas novamente
nos mesmos horários da coleta anterior (modelo OVX). Logo após a última coleta, os
animais foram anestesiados e perfundidos. Os cérebros foram processados para marcação
imunohistoquímica de Kp, tirosina hidroxilase (TH) e TH fosforilada (pTH). Os animais
NK3-SAP apresentaram redução média de 66% no número de neurônios imunorreativos
(ir) à Kp no ARC. Essa lesão induziu uma diminuição no ganho de peso corporal,
irregularidade do ciclo estral e a análise ovariana revelou um aumento de 50% na atresia
folicular comparado ao grupo Veh. Esse efeito foi acompanhado por uma queda no
número de folículos saudáveis pequenos. A taxa de ovulação, entretanto, não foi afetada,
como demonstrado pela não alteração do número de corpos lúteos. No modelo OVX+E2,
as ratas NK3-SAP apresentaram um pico de LH induzido por E2 amplificado e adiantado
em uma hora em relação ao grupo Veh. Por sua vez, o pico de PRL foi suprimido nos
animais NK3-SAP. Subsequentemente, no modelo OVX, a secreção basal de LH foi
semelhante entre os grupos, enquanto as concentrações basais de PRL foram
indetectáveis. Não houve diferença no número de neurônios imunorreativos para TH entre
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os grupos, porém, a imunorreatividade à pTH e a razão pTH/TH foi maior na eminência
mediana das ratas NK3-SAP. Dessa forma, a perda seletiva de neurônios KNDy altera de
maneira diferenciada a regulação estrogênica das secreções de LH e PRL Nossos
resultados corroboram o papel inibitório dos neurônios KNDy na geração do pico de LH.
Assim, a perda substancial, mas não absoluta dos neurônios KNDy parece facilitar a
ocorrência do pico de LH e ovulação mesmo em um ambiente de ciclo ovariano irregular.
A redução do pico de PRL acompanhado por um aumento da atividade dos neurônios
dopaminérgicos tuberoinfundibulares revela que os neurônios KNDy inibem a liberação
de dopamina e este efeito está associado ao aumento da secreção de PRL induzido por
E2. Esses achados sugerem uma nova via no controle neuroendócrino da secreção de
PRL, na qual os peptídeos KNDy orquestram mudanças na liberação de PRL através de
neurônios dopaminérgicos. Assim, os neurônios KNDy parecem exercer múltiplos efeitos
hipotalâmicos que impactam a função reprodutiva em fêmeas.
Abstract
Hyperprolactinemia, a highly prevalent dysfunction of the hypothalamus-pituitary axis,
is frequently associated with reproductive disorders in women. An important stimulator
of the hypothalamus-pituitary-gonadal axis is kisspeptin, a key neuropeptide for fertility.
Hypothalamic arcuate nucleus (ARC) neurons that coexpress kisspeptin (Kp), neurokinin
B and dynorphin A (KNDy) play an important role in the control of luteinizing hormone
(LH) and prolactin (PRL) secretions, but the neuroendocrine mechanisms involved are to
be elucidated. The current study aimed to determine the effects of selective neurochemical
ablation of KNDy neurons on the estrogenic regulation of LH and PRL secretion in
female rats. For this purpose, neurokinin B receptor 3 agonist conjugated with saporin
(NK3-SAP) was used to cause selective lesion of KNDy neurons. Regular cycling rats
received intra-ARC stereotaxic injections of NK3-SAP (NK3-SAP; n = 5) or vehicle
(Veh; n = 6). Estrous cyclicity was monitored over 21 days before and after injections
followed by ovariectomy. Ovaries were collected and processed for histological analysis.
Rats were treated with estradiol (E2) cypionate (OVX+E2 model). E2 treatment lasted
three days and on the fourth day, blood samples were withdrawn from the tail tip at each
30 min from 13:00 h to 19:00 h, for whole blood LH and PRL measurement. After 6 days,
animals received corn oil treatment for 3 days and on the fourth day blood samples were
taken from the tail again following the same protocol described above (OVX model).
Shortly after the last sampling, animals were anaesthetized and perfused. Brains were
processed for immunohistochemical staining of Kp, tyrosine hydroxylase (TH) and
phosphorylated TH (pTH). NK3-SAP animals displayed an average loss of 66% in the
number of Kp-immunoreactive (ir) neurons in the ARC. This lesion induced a decrease
in body weight gain, irregularity of estrous cycles, and ovarian analysis revealed an
increase in 50% of follicular atresia compared to Veh group. This effect was accompanied
by a decrease in the number of small healthy follicles. However, ovulation was not
affected, as revealed by the unchanged number of corpora lutea. In the OVX+E2 model,
E2-induced LH surge was amplified and advanced by 1 hour compared to Veh. In turn,
the PRL surge was suppressed in NK3-SAP OVX+E2 rats. In the OVX model, basal LH
secretion was unaffected by the NK3-SAP lesion, and PRL levels were undetectably low
in both groups. NK3-SAP and Veh rats displayed a similar number of TH-ir neurons in
the ARC but the immunoreactivity to pTH and pTH/TH ratio were increased in the
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median eminence of NK3-SAP rats. Thus, selective loss of KNDy neurons differently
affects the E2 regulation of LH and PRL secretion in female rats. Our results support an
inhibitory role of KNDy neurons in the generation of the LH surge. The substantial, but
not absolute, loss of KNDy neurons seems to facilitate the LH surge and ovulation even
in a condition of irregular estrous cyclicity. The reduction in PRL surge, associated with
the increased activity of tuberoinfundibular dopaminergic neurons, reveals that KNDy
neurons inhibit neuroendocrine dopamine and this effect seems to be implicated in the
E2-induced increase in PRL secretion. These findings suggest a new pathway for the
neuroendocrine control of PRL secretion, in which KNDy peptides orchestrate changes
in PRL release through dopaminergic neurons. Thus, KNDy neurons seem to exert
multiple hypothalamic effects impacting the female reproductive function.
Assunto
Fisiologia, Kisspeptinas, Neurocinina B, Dinorfinas, Hormônio Luteinizante, Prolactina, Dopamina
Palavras-chave
kisspeptina, neurocinina, dinorfina, hormônio luteinizante, prolactina, dopamina
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