Hypothalamikus struktúrák és faktorok jelentősége a prolaktin. elválasztás szabályozásában. Bodnár Ibolya. Doktori (Ph.D.

Átírás

1 Hypothalamikus struktúrák és faktorok jelentősége a prolaktin elválasztás szabályozásában Bodnár Ibolya Doktori (Ph.D.) értekezés Témavezető: Prof. Dr. Nagy György Semmelweis Egyetem, Doktori Iskola Idegtudományok Doktori Iskola Budapest, 2002 Doktori Iskola vezetője: Prof. Dr. Réthelyi Miklós Programvezető: Prof. Dr. Palkovits Miklós

2 TARTALOMJEGYZÉK I. BEVEZETÉS... 7 II. IRODALMI ÁTTEKINTÉS A PROLAKTIN SZINTÉZISE ÉS ELVÁLASZTÁSA Az agyalapi mirigy elülső lebenyében lévő laktotrop sejtek morfológiája és funkcionális heterogenitása Prolaktin szintézis az agyalapi mirigyen kívül A PROLAKTIN BIOLÓGIAI HATÁSAI Prolaktin és laktáció A prolaktin egyéb biológiai hatásai A HYPOPHYSEÁLIS PROLAKTIN (PRL) ELVÁLASZTÁSÁNAK SZABÁLYOZÁSA A prolaktin elválasztást gátló faktorok (PIF-ek) A prolaktin elválasztást serkentő faktorok, PRF-ek A hypophysis közti-hátsó lebenyének szerepe a PRL elválasztás szabályozásában A PRL elválasztás szabályozásában szerepet játszó autokrin és parakrin mechanizmusok Agyi struktúrák szerepe a szopásra adott PRL válaszban...31 III. CÉLKITŰZÉSEK IV. MÓDSZEREK AGYI STRUKTÚRÁK RÉSZVÉTELE A SZOPÁSI STIMULUSRA ADOTT PRL VÁLASZ KIALAKÍTÁSÁBAN Állatok Hypothalamikus beavatkozások A szopási inger által kiváltott prolaktin szekréció vizsgálata. Vérvétel Hisztológiai módszerek Hormonszint meghatározás A PACAP PRL ELVÁLASZTÁST SERKENTŐ HATÁS HELYÉNEK ÉS MECHANIZMUSÁNAK VIZSGÁLATA A PACAP-38 esetleges hypophysealis hatásának vizsgálata A posztszinaptikus D 2 -receptor szerepe a PACAP okozta PRL és növekedési hormon elválasztásban Az adrenalectomia és a dexamethasone kezelés hatásának vizsgálata a PACAP-38 által okozott PRL és növekedési hormon elválasztásra A hypophysis és az eminentia mediana PACAP tartalmának mérése A MEDIOBASALIS HYPOTHALAMUSBAN ELHELYEZKEDŐ DOPAMINERG ÉS L-DOPAERG NEURONOK SZEREPÉNEK VIZSGÁLATA A PRL ÉS MSH ELVÁLASZTÁS SZABÁLYOZÁSÁBAN Állatok és hisztológiai módszerek A dopamin bioszintézis gátlásának hatása a plazma PRL és MSH szintekre

3 4. STATISZTIKA...41 V. EREDMÉNYEK A SZOPÁSI INGER ÁLTAL KIVÁLTOTT PROLAKTIN ELVÁLASZTÁS LÉTREJÖTTÉBEN SZEREPET JÁTSZÓ AGYI STRUKTÚRÁK A hátulsó frontális metszés hatása Az elülső frontális metszés hatása A hypothalamikus paraventricularis magba beadott 5,7-DHT injekció hatása A hypothalamikus paraventricularis magba beadott 6-OHDA injekció hatása A hypothalamikus paraventricularis mag mediális részének roncsolása illetve a sejtcsoport alatti horizontális metszés hatása A PACAP-38 HATÁSA A HYPOPHYSEALIS PRL ÉS NÖVEKEDÉSI HORMON ELVÁLASZTÁSRA A PACAP-38 direkt hypophysealis hatása A posztszinaptikus D 2 -receptor szerepe a PACAP-38 okozta PRL és növekedési hormon elválasztásban A mellékvese hiány és a dexamethasone kezelés hatása a PACAP-38 által okozott PRL és növekedési hormon elválasztásra A szopási inger hatása a hypophysis és az eminentia mediana PACAP tartalmára A HYPOTHALAMUS DOPAMINERG ÉS L-DOPAERG NEURONJAINAK SZEREPE A PRL ÉS MSH ELVÁLASZTÁS SZABÁLYOZÁSÁBAN...60 VI. MEGBESZÉLÉS A SZOPÁSI INGER ÁLTAL KIVÁLTOTT PROLAKTIN VÁLASZ LÉTREJÖTTÉBEN SZEREPET JÁTSZÓ AGYI STRUKTÚRÁK A PACAP-38 HATÁSA A HYPOPHYSEALIS PRL ÉS NÖVEKEDÉSI HORMON ELVÁLASZTÁSRA A HYPOTHALAMUS DOPAMINERG ÉS L-DOPAERG NEURONJAINAK SZEREPE A PRL ÉS MSH ELVÁLASZTÁS SZABÁLYOZÁSÁBAN...74 VII. KÖVETKEZTETÉSEK VIII. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS IX. IRODALOMJEGYZÉK

4 Hypothalamikus struktúrák és faktorok szerepe a prolaktin elválasztás szabályozásában. A prolaktin (PRL) az agyalapi mirigy elülső lebenyének mammotrop sejtjei által termelt és kiválasztott polipeptid hormon. Emlősállatokban nélkülözhetetlen szerepet játszik a laktáció megindításában és fenntartásában. A PRL elválasztás fő fiziológiai szabályozója a mediobasalis hypothalamusban termelődő dopamin, de az utóbbi évek kutatásai során több, a PRL elválasztást serkentő anyagot is kimutattak Ezen anyagok jelentős része a hypothalamikus paraventricularis magban termelődik. A PRL szekréció leghatásosabb fiziológiás stimulusa a kölykök által kifejtett szopási inger. Az ennek közvetítésében részt vevő agyi struktúrákról napjainkban is csak kevés adat áll rendelkezésre. A jelen értekezésben leírt kísérleteinkben. tanulmányoztuk, hogy 1. a szopási stimulusra adott PRL válasz kialakításában milyen agyi struktúrák vesznek részt, 2. az egyik feltételezett PRL elválasztást serkentő faktor, a hypohysealis adenilát ciklázt aktiváló polipeptid (PACAP) PRL elválasztást serkentő hatásának helyét és mechanizmusát, 3. a hypothalamus dopaminerg és L-DOPAerg neuronjainak szerepét a PRL és MSH elválasztás szabályozásában. Eredményeinket összefoglalva megállapíottuk, hogy a, a szopás ingerére bekövetkező PRL elválasztáshoz a hypothalamus és az agytörzs közötti kapcsolat sértetlensége szükséges; b, a hypothalamikus paraventricularis mag mediális, parvocelluláris része fontos szerepet játszik a szopási inger hatására létrejövő PRL válasz kialakításában, és épsége feltétlen szükséges a neurális jelátvitel megfelelő működéséhez; c, a paraventricularis mag szerotoninerg innervációja részt vesz az azonnali, és nagyfokú PRL kiáramlást kiváltó szopási stimulus által beindított neuroendokrin reflex válasznak az agytörzsből a hypothalamusba történő közvetítésében; d, az újszülöttkori monoszodium glutamát kezelés elsősorban a tuberoinfundibularis dopaminerg rendszer ventrolateralis részén elhelyezkedő L- DOPAerg neuronjait érinti, és ezek közvetlenül nem vesznek részt a nyugalmi PRL szint szabályozásában; e, a PACAP a PRL elválasztást fokozó hatását nem közvetlenül, az elülső lebenyen fejti ki, hanem a PRL elválasztás fokozódásában nagy valószínűséggel a közti lebenyben felszabaduló MSH játszik szerepet. 4

5 Role of hypothalamic structures and factors in the regulation of prolactin secretion Prolactin (PRL) is a polypeptide hormone that is synthesised in and secreted from the mammotropes of the anterior pituitary gland. In mammals PRL plays an essential role in the initiation and maintenance of lactation. The mediobasal hypothalamic dopaminergic system is the main physiological regulator of PRL secretion, however in the last few years several prolactin releasing factors have been postulated. Significant part of these factors is synthesised in the hypothalamic paraventricular nucleus. Suckling stimulus of pups is the most effective physiological stimulus of PRL secretion. The information on the brain structures involved in this reflex is fairly limited. The aims of the studies presented in this dissertation were to reveal 1. which brain structures are involved in the mediation of the suckling stimulus-induced release of PRL, 2. the site and mechanism of the PRL releasing effect of pituitary adenylat cyclase-activating polypeptide (PACAP), 3. the role of the hypothalamic dopaminergic and L-DOPAergic neurons in the control of PRL and MSH. In summary, we have demonstrated that; (a) the connections of the brain stem with the hypothalamus are required for the expression of the suckling-induced release of PRL; (b) the medial parvocellular subdivision of the hypothalamic paraventricular nucleus plays an important role in the mediation of PRL response to the suckling stimulus and is essential for the transfer of the neural signal of this stimulus, (c) serotoninergic innervation of the paraventricular nucleus is involved in the mediation of the neural impulses of the neuroendocrine reflex from the brainstem to the hypothalamus; (d) neonatal treatment with monosodium glutamate primarily affects L- DOPAergic neurons located in the ventrolateral part of the tuberoinfundibular dopaminergic system, and these L-DOPAergic nerve cells are not involved in the regulation of basal PRL secretion; (e) the site of action of PACAP inducing PRL release is not the anterior lobe of the pituitary gland, and MSH, secreted in the intermediate lobe is probable involved in the mediation of the PRL releasing effect of PACAP. 5

6 A DOLGOZATBAN ELŐFORDULÓ RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 5-HTP 5,7-DHT 6-OHDA ACTH MSH camp DEX DM DOPAC EM FSH GABA GnRH IL-6 L-DOPA MSG PACAP PB PHDA PIF PRF PRL PrRP31 RIA TH THDA TIDA TRH TSH VIP VL 5-hidroxi-triptofán 5,7-dihidroxi-triptamin 6-hidroxi-dopamin adrenokortikotrop hormon -melanocita-stimuláló hormon ciklikus adenozin-monofoszfát dexamethasone dorsomedialis 3,4-dihidroxifenilecetsav eminentia mediana follikulus stimuláló hormon -amino-vajsav gonadotrop serkentő hormon interleukin-6 L-3,4-dihidroxifenilalanin monoszodium glutamát hypophysealis adenilát ciklázt aktiváló polipeptid foszfátpuffer periventriculo-hypophysealis dopaminerg rendszer a prolaktin elválasztást gátló faktorok a prolaktin elválasztást serkentő faktorok prolaktin 31 aminosavból álló prolaktint serkentő peptid radioimmunoassay tirozin-hidroxiláz tuberohypophysealis dopaminerg rendszer tuberoinfundibuláris dopaminerg rendszer thyreotrop releasing hormon tiroid serkentő hormon vazoactiv intestinalis peptid ventrolateralis 6

7 I. BEVEZETÉS A prolaktin (PRL) a hypophysis elülső lebeny mammotrop sejtjei által termelt és kiválasztott polipeptid hormon. Elnevezése a szarvasmarha hypophyis-kivonat hatásai alapján történt, mely galambokban serkenti a begy növekedését illetve a begytej termelését, nyulakban pedig laktációt idéz elő. Emlősállatokban nélkülözhetetlen szerepet játszik a laktáció megindításában és fenntartásában. Leghatásosabb fiziológiás stimulusa a kölykök által kifejtett szopási inger, amelynek hatására az anyaállat szérum PRL szintje már néhány perc múlva az alapérték többszörösére emelkedik, és a szoptatás egész időtartama alatt magas marad. A laktációban kifejtett szerepén túl a prolaktin részt vesz számos egyéb reprodukciós folyamatban, illetve a szervezet belső egyensúlyának, homeosztázisának fenntartásában is jelentős szerepet játszik. Napjainkban több mint 300 féle biológiai hatását írták le és ismertté vált az is, hogy a hypophyisen kívül más szövetekben és szervekben is szintetizálódhat (38, 90). A PRL elválasztás fő fiziológiai szabályozója a mediobasalis hypothalamusban termelődő dopamin. Az itt elhelyezkedő dopaminerg neuronok egy csoportjának axonjai az eminentia mediana külső rétegében, az ún. hosszú portális erek körül végződnek. Az itt felszabaduló dopamin a portális erek vérével eljut az adenohypophysis laktotrop sejtjeihez és ott gátolja a PRL ürítését. Hosszú ideig úgy tűnt, hogy ellentétben a többi adenohypophysealis hormon szabályozásával, amelyekre serkentő és gátló faktorok egyaránt hatnak, a PRL elválasztás szabályozásában kizárólag tónusos gátló szabályozás érvényesül. Napjainkra azonban bizonyossá vált, hogy a dopamin, a jól ismert gátló hatása mellett, mind in vivo mind in vitro körülmények között, meglehetősen alacsony koncentrációban, képes serkenteni a PRL szekréciót. Az utóbbi évek kutatásai során több, a PRL elválasztást serkentő anyagot is kimutattak Ezen anyagok jelentős része a hypothalamus paraventricularis magjában termelődik. Rajtuk kívül több neuromodulátorral és/vagy neurotranszmitterrel kapcsolatban is ismertté vált, hogy valószínűleg a hypothalamikus PRL elválasztást gátló illetve serkentő stimulust közvetítő neuronokon hatva, képesek serkenteni a PRL ürítését. A szopás ingerére bekövetkező PRL elválasztás meglehetősen széles körben vizsgált neuroendokrin reflex mechanizmus, amely neurális afferens, és humorális efferens szárból tevődik össze. A szopási inger által kiváltott ingerület az emlő mechanoreceptoraitól a gerincvelőn és az agytörzsön át jut el a hypothalamusig. Itt a 7

8 PRL elválasztást serkentő és/vagy gátló faktorok szekréciójának megváltoztatásával alakul át humorális reflexválasszá. A szopási inger közvetítésében részt vevő agyi struktúrákról napjainkban is csak kevés adat áll rendelkezésre. Ezért vizsgálataink egyik része ezzel a kérdéssel foglalkozott. Tanulmányoztuk továbbá a hypothalamikus nucleus paraventricularisban termelődő, PRL elválasztást serkentő egyik faktor, a hypophysealis adenilát ciklázt aktiváló polipeptid (PACAP) PRL szekrécióra kifejtett hatásának helyét és mechanizmusát, valamint a mediobasalis hypothalamusban elhelyezkedő dopaminerg illetve L-DOPAerg neuronok PRL elválasztásban játszott szerepét monoszodium glutamát (MSG) kezelt patkányokban. 8

9 II. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 1. A prolaktin szintézise és elválasztása 1.1. Az agyalapi mirigy elülső lebenyében lévő laktotrop sejtek morfológiája és funkcionális heterogenitása A PRL-t termelő elülső lebenyi sejteket eredetileg fénymikroszkópos vizsgálatok során, hagyományos festési technikák segítségével írták le. A lakto- vagy mammotropok, a vizsgált állatok nemétől és fiziológiás állapotától függően, az elülső lebenyi sejtek 20-50%-át alkotják. Későbbi vizsgálatokban, fajspecifikus PRL antitesteket használva, az immuncitokémia módszerével egyértelműen azonosították a laktotrop sejteket egérben, patkányban és emberben. Fejlődéstanilag a laktotrop sejtek a Pit-1 függő hypophysealis sejtvonalból származtathatók, a somatotrop és thyreotrop sejtekhez hasonlóan (90). A PRL-t termelő sejtek morfológiája és az elülső lebenyen belüli eloszlását legrészletesebben patkányokban írták le. A PRL sejtek megtalálhatók az elülső lebeny teljes tömegében, de főként annak lateroventralis részén helyezkednek el. Ez a terület a közti-hátsó lebennyel határos. A sejtek alakja heterogén, lehet szögletes, ovális vagy kerek. Megállapították azt is, hogy a laktotropok a szekréciós granulumok nagyságában és hormontartalmában, illetve a sejtekben található immunreaktív PRL, és PRL mrns mennyiségében is különbözhetnek egymástól (90). A morfológiai heterogenitás mellett a laktotrop sejtek funkcionális heterogenitást is mutatnak. A reverz (fordított) hemolítikus plakk assay módszerének kifejlesztése tette lehetővé a laktotrop sejtek funkcionális sokféleségének pontosabb leírását (172). A PRL nagyrészt az agyalapi mirigy meghatározott sejttípusában, a laktotropokban termelődik. Egy része azonban olyan átmeneti sejtpopulációból, az ún. siomatomammotropokból is származhat, amelyik mind PRL-t mind növekedési hormont képes termelni (88). Ezek a bifunkcionális sejtek az újszülött patkányok agyalapi mirigyében túlsúlyban vannak és ösztrogén hatására képesek laktotrop fenotípusú sejtekké differenciálódni (117). A mammotrop sejtek száma jelentősen nő a terhesség végén, és a korai laktáció idején. A laktotropok funkcionális heterogenitása a sejtek szekréciós válaszkészségében mutatkozik meg leginkább. Az elülső lebeny ún. külső zónájában elhelyezkedő sejtek fokozott válaszkészséget mutatnak a thyreotrop releasing hormon (TRH) iránt, míg a 9

10 közti lebeny szomszédságában elhelyezkedő, ún. belső zóna sejtjei TRH hatására alig fokozzák hormonleadásukat (39). A dopaminra érzékeny laktotrop sejtek viszont jóval nagyobb arányban találhatóak a belső zónában (16). A két zóna sejtjei a szopási inger hatására megváltoztatják számos hypothalamikus faktorral szembeni válaszkészségüket. Ebből az is következik, hogy feltehetőleg különbözőképpen vesznek rész a szopási ingerre bekövetkező PRL válaszban is. Egy rövid, 10 perces szopási ingert követően a belső zóna laktotrop sejtjeinek dopamin iránti érzékenysége csökken, a TRH, angiotenzin I a camp-t direkt módon stimuláló forskolin PRL ürítő hatása iránt érzékenyebbé válnak, miközben a külső zóna laktotrop sejtjeinek válaszkézsége nem változik (121, 203, 206). A laktotrop sejteknek ez a funkcionális sokfélesége, az előbbiekben leírtakon kívül még a PRL gén transzkripciójának és a PRL elválasztás más paramétereinek különbözőségében is megmutatkozik (90) Prolaktin szintézis az agyalapi mirigyen kívül PRL immunreaktivitás a központi idegrendszer számos területén kimutatható, így a nagyagyban (agykéreg, hippocampus, amygdala, septum területein), az agytörzsben, a kisagyban, a gerincvelőben illetve a circumventricularis szervek területén (110, 274). Patkányban a hypothalamuson belül a dorsomedialis, a ventromedialis, supraoptikus és paraventricularis magokban is megtalálható a PRL (109). Hím állatokban a hypothalamikus PRL immunreaktivitás mennyisége a hypophysis műtéti eltávolítása után sem változik, míg nőstényekben csökken, jóllehet teljesen el nem tűnik. Ez a megfigyelés arra utal, hogy a hypothalamusban a PRL lokálisan, a hypophysistől függetlenül szintetizálódik (74). Meg kell továbbá azt is említeni, hogy az utóbbi idők vizsgálataiban kimutatták, hogy a hypothalamikus és hypophysealis PRL elsődleges kémiai szerkezete megegyezik (296). A központi idegrendszerben termelődő PRL hatásának pontos mechanizmusa napjainkban még nem ismert. A patkány placentában is termelődik számos prolaktinszerű molekula, amelyek szerkezeti hasonlóságot mutatnak a hypophysealis PRL-nal. Ezek az ún. placentális laktogének vagy prolaktinszerű fehérjék. A decidua sejtekben is termelődik PRL, amely patkányban szerkezetileg egy kissé különbözik a hypophysisben termelődő hormontól. Ez utóbbinak elválasztása érthető módon független a hypothalamikus PRL serkentő ill. gátló faktoroktól. A termelődő PRL az amnion folyadékba diffundálhat, és szerepet játszhat az embrionális ozmoregulációs és immunfolyamatokban. A méh szövetében, 10

11 mégpedig a nem terhes patkányok myometriumában is kimutatható a PRL. Fiziológiás jelentősége ma még nem ismert (90). Laktáló emlősökben a PRL megtalálható az emlőmirigy epitheliális sejtjeiben, illetve az anyatejben is. A tejben található PRL egy része az agyalapi mirigyben termelődik és a vérkeringés útján az emlőmirigybe jut, ahol az epitheliális sejtek felveszik majd exocitózissal a mirigyvégkamrákba ürítik (221). Az epithel sejtek önmagukban is képesek a PRL szintézisére (168). Az immunrendszerben a limfociták illetve a csecsemőmirigy valamint a lép immunkompetens sejtjei is képesek a hypophysealis PRL-hoz hasonló szerkezetű PRL szintézisére, melynek funkciója napjainkban is igen intenzív kutatás tárgya (90). 2. A prolaktin biológiai hatásai 2.1. Prolaktin és laktáció A PRL az emlőmirigy növekedésében és fejlődésében, a tejtermelés megindításában és fenntartásában alapvető fontosságú hormon. PRL illetve PRLreceptor génhiányos egerekben az emlőmirigy fejlődése abnormális, az állatok tejtermelésre nem képesek (224). A terhesség alatti hypophysis eltávolítás után a tejtermelés nem indul meg. Ugyanakkor a PRL-t tartalmazó elülső lebenyi kivonat álterhes nyulakban laktációt indukál. Hypophysisirtott nyulakban a PRL kezelés képes teljesen helyreállítani a tejtermelést. A tejtermelés során a PRL serkenti egyes aminosavak felvételét; a tejfehérjék (kazein és -laktalbumin), a tejcukor és a tejben lévő zsírsavak termelését; valamint a glükóz felvételét (279). Az előzőekben leírtak alapján talán nem meglepő, hogy emlősökben a kölykök által kifejtett szopási inger a PRL elválasztás leghatásosabb fiziológiás ingere (101). A szopási ingerre létrejött elektromos jel az emlőbimbó illetve a környező bőr mechanoreceptoraiból a gerincvelőbe, onnan az agytörzsön keresztül a hypothalamusba jut (86). Itt az ingerület humorális válasszá alakul át, melynek során megváltozik bizonyos hypothalamikus neuronok, neuroncsoportok által termelt, a PRL elválasztást gátló (prolactin inhibiting factor, PIF) illetve serkentő faktorok (prolactin releasing factor, PRF) elválasztása. Ennek eredményeként a hypophysisből a PRL ürítése fokozódik. A hypothalamusból érkező kémiai jelek nagy része az idegsejtek axonvégződéseiből az eminentia mediana külső rétegében ürülve a hosszú portális erekbe kerül, és a véráram útján eléri a hypophysis elülső lebenyében elhelyezkedő 11

12 laktotrop sejteket. Más hypothalamikus faktorok a hypophysis közti-hátsó lebenyében szabadulnak fel, és az ún. rövid portális ereken keresztül jutnak el a laktotrop sejtekhez (108). Ha a laktáló anyákat elválasztjuk kölykeiktől, a PRL szekréció azonnali és csaknem teljes mértékű gátlását figyelhetjük meg. A plazma PRL szint az egész elválasztási (szeparációs) periódus alatt igen alacsony szinten marad (204). Ha az elválasztás végén a kölyköket visszatesszük az anyákhoz ( szoptatási modell), akkor azonnali PRL elválasztás indul meg, melynek hatására az anyaállatban a vér PRL szintje már néhány perc múlva emelkedni kezd, majd 10 percen belül elérve egy maximális értéket, az intenzív szopási inger ideje alatt emelkedett szinten marad. A szoptatás befejezése után szintje újra a bazális értékre csökken (210). Ezzel párhuzamosan a PRL mrns mennyisége is változásokat mutat a hypophysisben (159). E neuroendokrin reflexválasz minden szempontból egyik kritikus mozzanata az elválasztási periódus hossza. Ha az anyákat túl hosszú időre választjuk el a kölykeiktől, amely patkány esetében kb. 16 óra, a fentebb vázolt reflex mechanizmusok a szopási stimulusra érzéketlenné válnak (102). A szopás által kiváltott PRL válasz ezen kívül még a szopási stimulus intenzitásától és a laktációs perióduson belüli időponttól is függ. A hypophysisből felszabaduló PRL mennyisége arányos a szopási stimulus erősségével, amely pedig a kölykök számától függ (179, 185). Patkányban a laktációs periódus hossza körülbelül 21 nap, amelyen belül a szopási inger PRL elválasztást elindító hatása az idő előrehaladtával megváltozik. A laktáció első hetében a szopási inger által kiváltott PRL szekréció mértéke folyamatosan nő. A késői laktációban (amely patkánynál a laktáció harmadik hete) a PRL elválasztás időtartama és az elválasztott hormon mennyisége is lecsökken (179). Az értekezésben tárgyalt kísérleteink jelentős részében a fentiekben részletezett szopási inger hatására bekövetkező plazma PRL szint emelkedés neuroendokrin reflex mechanizmusát vizsgáltuk A prolaktin egyéb biológiai hatásai A legtöbb rágcsálóban a PRL luteotrop hormonként hat, aminek következtében a párzás után 6 napig fenntartja a sárgatest szerkezeti és funkcionális integritását (196). Patkányban elősegíti a sárgatestben a progeszteron termelést és megakadályozza az enzimatikus inaktiválását (89). PRL-receptor hiányos egerek sterilek, mivel hibásak a 12

13 sárgatest funkciók és a petesejtek érési folyamatai (38). A PRL-nak luteotrop funkciója mellett azonban luteolítikus hatása is van, amelynek mechanizmusa még nem pontosan ismert (297). Számos adat utal arra, hogy a PRL befolyásolhatja a szaporodási magatartásformákat, amelyek azonban az alkalmazott modellek sokfélesége miatt még nem kellőképpen tisztázottak. Dopamin antagonistával előidézett PRL szint emelkedésnek nincs hatása a párzási viselkedésre, ugyanakkor a szopás által indukált PRL elválasztás csökkenti a szexuális magatartást. Ezzel ellentétben a proösztrusz délutánján spontán módon megemelkedő PRL koncentráció gátlása (dopamin agonistával) nagymértékben csökkenti a szexuális fogékonyságot (78). A PRL a szülés után meggyorsítja az anyai viselkedésformák megjelenését, bár önmagában nem vált ki anyai viselkedést. Ezt a hatását a hypothalamikus medialis preoptikus területen belül lévő idegi struktúrákra hatva fejtheti ki. A PRL a reprodukcióban betöltött funkciói mellett, szerepet játszik számos más, ugyancsak a szervezet belső egyensúlyának fenntartását szolgáló folyamatokban is. Részt vesz pl. a csontnövekedés, az immunrendszer, a só-vízháztartás és az angiogenezis szabályozásában (90). 3. A hypophyseális prolaktin (PRL) elválasztásának szabályozása A PRL szekrécióját a külső és belső környezet változásai folyamatosan befolyásolják, szabályozzák. A PRL szekréciót kiváltó fiziológiás ingerek közül a legfontosabbak és a legtöbbet tanulmányozottak a szopási inger, a stressz és a megemelkedett ovariális szteroidszint (főleg az ösztrogén) okozta PRL elválasztás fokozódás (211, 212, 271). Ezen ingerek hatásában (nagyság, időtartam) számos különbség van és jelentősen eltérnek a szervezet homeosztázisában játszott szerepük ill. jelentőségük tekintetében is. Mai ismereteink szerint, ennek megfelelően a szabályozó mechanizmusok is több ponton különböznek. Közös bennük viszont az, hogy e stimulusok nagy része a hypothalamuson keresztül fejti ki hatását, ahol PRF-ek és PIFek felszabadulását befolyásolják. Emlősökben a hypophysis PRL szekréciójának hypothalamikus szabályozása dominánsan gátló jellegű (31). Ugyanakkor a hypothalamus részt vesz a PRL elválasztás serkentésének szabályozásában is, amely a gátló hatások kikapcsolásával és/vagy a beérkező stimuláló hatások felerősítésével érhető el (90). 13

14 3.1.A prolaktin elválasztást gátló faktorok (PIF-ek) A ma általánosan elfogadott nézet szerint a laktotrop sejtek spontán és magas szekréciós aktivitással rendelkeznek, így a PRL elválasztás hypothalamikus tónusos gátló hatása elengedhetetlen feltétele az ún. bazális PRL ürítésnek. Ezt a megállapítást több megfigyelés is alátámasztja. A hypophysis és a mediobasalis hypothalamus közötti kapcsolat sebészi megszüntetése után (nyélátvágással vagy az eminentia mediana sértésével) a plazma PRL koncentráció folyamatosan növekedve egy hét után maximális szintet ér el (35, 136). A PRL szekréció magas szintre áll be akkor is, ha a hypophysis elülső lebenyét olyan helyre transzplantáljuk, ahol nincs érrendszeri illetve idegi összeköttetése a hypothalamusszal (pl vesetok alá) (82). In vitro sejtkultúrában is igen magas az agyalapi mirigy sejtjeinek PRL elválasztása (212) Dopamin A dopaminnak a PRL termelésre és elválasztásra kifejtett gátló hatását bizonyítja, hogy a katekolamin metabolizmust befolyásoló szerek a PRL szekréciót is jelentősen megváltoztatják (258) valamint, hogy a dopamin magas koncentrációban van jelen az eminentia medianaban és a hosszú portális erekben is (31, 92). Számos in vivo és in vitro kísérlet bizonyítja a dopaminnak a PRL elválasztásra kifejtett gátló hatását (113, 210). A dopamin receptorok megtalálhatóak az agyalapi mirigy sejtjeinek felszínén (95), amelyek a dopamin receptorcsalád D 2 alosztályába tartoznak (180). Az agyalapi mirigy működését befolyásoló dopaminerg neuronok a hypothalamikus nucleus periventricularis (A14 katekolaminerg sejtcsoport) és a nucleus arcuatus (A12 katekolaminerg sejtcsoport) területén helyezkednek el (97, 98, 118, 139). Ez a két neuronális sejtcsoport három, egymástól mind morfológiailag mind funkcionálisan elkülönülő rendszerre osztható (1. ábra). A periventriculo-hypophysealis dopaminerg (PHDA) neuronok a hypothalamus elülső periventricularis részében helyezkednek el és az agyalapi mirigy közti lebenyében végződnek. Ezek a neuronok a közti lebenyben termelődő -melanocita-stimuláló hormon ( MSH) szabályozásában vesznek részt (97, 98). A második csoportba tartozó neuronok a nucleus arcuatus rostralis részében találhatóak, a PHDA rendszer hátsó részének szomszédságában, és mind a közti mind a hátsó lebenybe vetülnek (36). Ezek az idegsejtek alkotják az ún. ozmoszenzitív tuberohypophysealis dopaminerg rendszert (THDA) (5, 118, 244), amely szintén részt vesz a PRL elválasztás szabályozásában (70, 71, 207). A 14

15 tuberoinfundibularis dopaminerg (TIDA) rendszert alkotó neuronok a nucleus arcuatus középső és hátsó részében helyezkednek el, és az eminentia mediana külső zónájába projiciálnak. Innen a dopamin, bekerülve a hosszú portális erekbe, eléri az agyalapi mirigy sejtjeit. Az e sejtek által termelt dopamin a PRL általánosan elfogadott hypothalamikus szabályozója (31). 1. ábra. A hypothalamikus dopaminerg és L-DOPAerg rendszer. A mediobasalis hypothalamusból készített frontális metszeteken TH immunfestés után a hypothalamikus dopaminerg/l-dopaerg rendszer rostrocaudalis és mediolateralis elrendeződése látható. A metszetek mindhárom dopaminerg rendszert (PHDA, THDA és TIDA) képviselik. DM, dorsomedial TIDA; VL, ventrolateral TIDA; OC, chiasma opticum; AL, IL, NL, a hypophysis elülső, közti és hátsó lebenye; LP, hosszú portális erek; SP, rövid portális erek (Tóth, B. et al., 277). 15

16 A dopamin bioszintézisben a szintézis sebességét meghatározó lépés az L-3,4- dihidroxifenilalanin (L-DOPA) képződése a neuronok által felvett tirozinból. Ezt a lépést a tirozin-hidroxiláz (TH) enzim katalizálja. A keletkezett L-DOPA-t ezután az aromás-aminosav-dekarboxiláz enzim alakítja át dopaminná. A TH immuncitokémiai vizsgálatok megkezdését követően hamarosan megállapították, hogy a TH immunpozitív neuronok valamivel nagyobb területen helyezkednek el, mint az a katekolamin fluoreszcencia alapján várható volt (123, 52). Az enzimreakciók során keletkező aminok elleni specifikus antitestek előállítása lehetővé tette annak vizsgálatát is, hogy vajon az előző észlelet tényleges elhelyezkedésbeli különbséget jelent-e (303). Az antitestek használatkor egyértelművé vált, hogy a dopamin és az L-DOPA immunreaktivitás eltérő eloszlást mutat, amelynek alapján feltételezhető egy olyan neuronális rendszer megléte, amely csak TH-t tartalmaz, de aromás aminosav dekarboxilázt nem. Ezek a neuronok így dopamin helyett csak L-DOPA termelésére képesek (129, 194, 219). Az immunhisztokémiai vizsgálatok egyértelműen megmutatták mindkét enzim és a dopamin jelenlétét is a PHDA, THDA és a TIDA neuronokban, de ez utóbbinak csupán egyik, dorsomedialis részében (DM-TIDA). A dopamin transzporter mrns-t is csak ezen neuronokban mutatták ki (182). Ezek az idegsejtek tehát végtermékként dopamint termelnek. Ugyanakkor a TIDA neuron rendszer ventrolateralis részében (VL-TIDA) csak TH immunreaktivitás találtak, dopamin és aromás aminosav dekarboxiláz nem (184, 219, 220). L-DOPA antitesttel viszont immunreaktivitás detektálható ezen a területen (219, 220). A VL-TIDA rendszerben elhelyezkedő TH immunpozitív sejtek tehát csak L-DOPA szintézisére képesek, amely azonban az aromás aminosav dekarboxiláz hiányában nem alakulhat tovább dopaminná. Ezen megfigyelések alapján feltételezhető, hogy az L-DOPA, mint transzmitter végtermék, az eminentia medianaba ürül és a hosszú portális erekbe kerül, vagy más idegsejtek felveszik, és további enzimatikus folyamatok szubsztrátjaként akár dopaminná (280), vagy más anyaggá alakul. Az arcuatus mag két részének eltérő funkcionális jelentőségére utal az a megfigyelés, hogy a DM-TIDA részt vesz álterhes nőstény patkányokban a PRL napi ritmusának szabályozásában, mivel az itt elhelyezkedő neuronok aktivitása csökkent a napi PRL csúcs kezdetekor, a VL-TIDA területén elhelyezkedő neuronokban ugyanakkor nem figyeltek meg ilyen változásokat (163). A TIDA rendszer dopaminerg neuronjai laktáló nőstényekben is részt vesznek a magas PRL szint kialakításában. Laktálókban csökken a TIDA neuronális aktivitás és a 16

17 TH mrns mennyisége, a hypophysisben a dopamin koncentráció, az eminentia medianaban a dopamin turnover ráta. A TH mrns mennyisége 24 órás elválasztás után visszaáll a ciklusos nőstény diösztruszában mérhető szintre. Szopási stimulus hatására szintén csökken a TH mrns mennyiség az nucleus arcuatusban (60, 256, 291). Az ezek alapján is feltehetően létező L-DOPAerg rendszer jellegének, szerepének tisztázása, különös tekintettel a PRL elválasztás szabályozásában betöltött szerepüket tekintve még számos további vizsgálatot igényel. Az értekezés egyik célja a két TIDA résznek egyes neurotoxinokkal szembeni érzékenységében esetleg megmutatkozó különbség vizsgálata volt. A központi idegrendszer egyéb dopaminerg neuronjaihoz képest a TIDA neuronok működésének szabályozása eltérő mechanizmusokkal történik. E folyamatokban jelentős különbségeket találhatunk a két nem között. Nőstényekben pl. a TIDA neuronok bazális aktivitása és PRL feedback iránti érzékenysége nagyobb, valamint fokozottan reagálnak a dopamin szintézist és receptoriális hatásokat befolyásoló szerekre (65, 66). A TIDA neuronok aktivitását a petefészek eltávolítása csökkenti, a hereeltávolítás növeli (105). Az említett műtétek után a megfelelő nemi hormon pótlásával e hatások kivédhetőek (106). A stresszre adott PRL válasz is különböző a két nemben. A TIDA aktivitás nőstényeknél stressz hatására csökken, hímekben változatlan marad (68). Ettől eltérően a THDA és a PHDA neuronok aktivitása független a keringő gonadalis szteroidoktól, illetve THDA neuronok aktivitásában nem tapasztalható különbség a két nemben (112). A hypophysis közti-hátsó lebenyének műtéti eltávolítása illetve nyélnyomorítás után az elülső lebeny vérellátása és így a TIDA rendszerből érkező dopamin mennyisége nem változik. Ennek ellenére a plazma PRL szint 3-4 szeresére emelkedik mind hím, mind ciklusos és laktáló nőstény patkányokban, valamint ezzel párhuzamosan lecsökken a hypophysis elülső lebeny dopamin tartalma Ezek és még számos más kísérleti eredmény e két dopaminerg rendszernek a PRL elválasztás szabályozásában betöltött funkcionális jelentőségére utal (30, 70, 234). Ezt támogatja az a megfigyelés is, hogy egy rövid szopási stimulus után az eminentia mediana mellett a hypophysis elülső lebeny ún. belső zónájában és a hátsó lebenyben is lecsökkent a dopamin és a DOPAC koncentráció, a külső zónában és a közti lebenyben pedig nem változott. Ennek alapján feltételezhető a THDA rendszer részvétele is a szopásra adott PRL válaszban (207). Dehidráció (vízmegvonás vagy sós víz itatása) 17

18 esetén a bazális PRL szint lecsökkent és a szopás által kiváltott PRL ürítés gátolttá vált. D 2 receptor antagonistával (haloperidol) előkezelt állatokban a PRL elválasztásnak a dehidrációkor bekövetkező gátlását nem figyelték meg (205). Mivel a THDA rendszer ozmoszenzitív, a dehidráció képes szelektíven aktiválni ezt a rendszert. Az innen (és a PHDA rendszerből) származó dopamin a hypophysis közti-hátsó lebenyben ürül, ahonnan a rövid portális ereken keresztül (a rövid portális erek az elülső lebeny teljes vérellátásának 30%-át, a közti-hátsó lebenyből érkező dopamin a teljes dopamin 52%-át képezi) az elülső lebeny belső zónájába jutva hatással lehet a PRL elválasztásra (241). A PHDA neuronok általánosságban elfogadott szerepe, hogy a hypophysis közti lebenyében végződve gátolják az MSH szekréciót. Az elmúlt néhány év adatai viszont arra utalnak, hogy ez a rendszer részt vesz a PRL elválasztás szabályozásában is. Mindezek alapján a szopási stimulus esetén hasonló változásokat várnánk a plazma PRL és MSH szintek változásában (285). Egyértelműen bizonyított azonban, hogy szopás hatására nem történik változás a plazma MSH koncentrációjában (141). Nem valószínű tehát, hogy szopás hatására a PHDA neuronok aktivitása lecsökkenne. Ennek ellenére laktáló nőstényekben a közti-hátsó lebeny dopamin tartalma alacsonyabb, a vérplazma MSH szintje pedig magasabb, mint ciklusos nőstényekben, ami alapján feltételezhető, hogy a PHDA neuronok valamilyen módon részt vesznek a laktáció alatti PRL elválasztás szabályozásában (285). Számos kísérlet támasztja alá azt a megfigyelést, hogy a dopamin nem csak direkt, a fentiekben részletezett módon hathat a laktotrop sejtek hormon elválasztására, hanem centrális támadásponton keresztül is befolyásolhatja a PRL szekrécióját. Hím állatokban specifikus D 1 receptor antagonisták emelik, D 1 agonisták pedig csökkentik a DOPAC mennyiségét az eminentia medianaban, amely a TIDA neuronoknak D 1 receptorokon keresztül ható innervációjára utal. Mivel a D 1 receptorok serkentő G fehérjékkel kapcsoltak, így a gátlás egy TIDA neuront innerváló és azt gátló idegsejt aktiválásán keresztül történhet. A TIDA neuronok D 2 receptorokon keresztül ugyanakkor aktiválhatók. Mivel a D 2 receptorok gátló típusúak, így valószínűleg egy gátló interneuron gátlásával alakul ki a serkentő hatás. A dopamin feedback hatásának tehát fontos szerepe lehet a TIDA rendszer működésének szabályozásában. Szelektív dopamin receptor agonistákat használva kimutatták azt is, hogy a D 1 és D 2 receptorok egyidejű aktiválása vagy gátlása után a TIDA neuronok aktivitása változatlan marad (90). 18

19 A PRL feedback mechanizmussal képes saját elválasztását befolyásolni a hypothalamus szintjén (190). A plazma PRL szintjének emelkedése serkenti a hypothalamusban a dopamin szintézist (66), így a portális erekben megemelkedik a dopamin koncentráció (104). Hypophysiectomia illetve dopamin agonista adása után csökkent a szérum PRL szint és a dopamin szintézis nagysága is (69). Újabb vizsgálatok PRL receptorokat mutattak ki a TIDA, PHDA és a THDA neuronok felszínén (10), amely a feedback mechanizmus anatómiai alapját bizonyítja. A PRL mindhárom dopaminerg rendszerre serkentő hatást fejt ki (71). A laktáció középső szakaszában azonban nem működik a visszaható mechanizmus, a TIDA neuronok érzéketlenné válnak a megemelkedett mennyiségű PRL-ra. Ez a jelenség hosszú idejű elválasztás után megszűnik és a korai laktációban sem tapasztalható (9, 67). Érdekes megjegyezni, hogy ha a feedback mechanizmus teljesen hiányzik, mint például a PRL hiányos egerekben, akkor TIDA neuronok száma kevesebb lesz, míg más hypothalamikus noradrenerg sejtcsoportban (A13, A14) nem tapasztalható sejtszám-csökkenés. Ez a jelenség így nem a mutáció elsődleges hatása, hanem a PRL hiányra adott válasz, amely az egyedfejlődés korai szakaszában alkalmazott PRL kezeléssel megakadályozható (236, 249) A prolaktin elválasztást gátló egyéb faktorok Bár teljes mértékben bizonyított, hogy a dopamin a PRL elválasztás fő gátlószere, azonban a hypothalamikus dopamin és a hypophysealis PRL szekréció közötti kapcsolat nem mindig ellentétes. Így például míg hímekben a portális erekben 5-7-szer alacsonyabb a dopamin koncentráció, mint nőstényekben, a PRL szintekben nem tapasztalható ekkora különbség (31, 103). Ugyanígy laktáció során sem találtak teljesen ellentétes változásokat az eminentia mediana illetve a portális erek dopamin tartalma és a plazma PRL koncentrációja között (61, 239). Ezen kívül egyéb adatok is utalnak arra, hogy a dopamin önmagában nem elegendő a PRL elválasztás teljes gátlásához, ami alapján valószínűsíthető egyéb PIF-ek létezése is. Az egyik lehetséges PIF a -amino-vajsav (GABA), amely GABA receptorokon keresztül, direkten a laktotrop sejteken hatva gátolja a PRL elválasztást (99, 243). A GABA a mediobasalis hypothalamusban elhelyezkedő GABAerg neuronokból, az eminentia mediana külső zónájában a hosszú portális erekbe ürül és így eljut az hypophysis elülső lebeny sejtjeihez (268, 289). Ezen felül, gazdag GABAerg 19

20 innervációja van mind a paraventricularis mind a supraopticus magnak, amely területek fontosak a PRF-ek által kifejtett hatások közvetítésében (210). Szisztémás kolinerg aktiválás illetve acetilkolin agonista icv adása után csökken a plazma PRL szintje (662, 1043). Kolinerg agonista adásával meggátolható a szopás illetve ösztradiol által indukált PRL elválasztás is (90). A hypothalamikus preoptikus és elülső periventricularis areában illetve a paraventricularis magban termelődő szomatosztatin a növekedési hormon mellett, in vitro körülmények között gátolja a bazális illetve a TRH vagy VIP által kiváltott PRL elválasztást (77). Korai farmakológiai vizsgálatok szerint a központi noradrenerg rendszer tónusos gátló hatást fejt ki a bazális és ösztrogén indukált PRL elválasztásra (157), valószínűleg 1 adrenerg receptorokon keresztül (59). Másrészről viszont a proösztrusz délutánján megjelenő PRL csúcs illetve a stressz indukált PRL elválasztás gátolt a centrális noradrenerg pályák mechanikai vagy kémiai roncsolása után (156). Laktáló állatokban a centrális noradrenalin bioszintézis gátlásakor nem változik a szopásra adott PRL válasz, így e folyamat szabályozásában a noradrenalin feltételezhetőleg nem játszik szerepet (49). Az endothel sejtek által termelt vasoactiv peptidek közül az endothelin-1 és az endothelin-3 is képes in vitro a PRL szekréció dózisfüggő gátlására, amely hatás a D 2 receptor aktiválása mellett is fennmarad (210). A pankreász polipeptidek közé tartozó neuropeptid Y in vitro gátolja laktáló vagy ciklusos nőstény állatból származó hypophysis mellső lebeny sejtjeiből a PRL elválasztást, valamint az egyidejűleg adott dopamin gátló hatását is fokozza (292). Bizonyos hypothalamikus illetve hypophysealis anyagokról kimutatták, hogy bár direkt hatásuk nincs a PRL elválasztásra, mégis részt vesznek a PRL szekréció szabályozásában, mivel képesek megváltoztatni a laktotrop sejtek válaszkészségét a hypothalamikus serkentő és/vagy gátló faktorok iránt. Ezek az ún. laktotrop responsiveness faktorok. Ide tartozik például az aszkorbinsav, amely amellett, hogy megakadályozza a dopamin oxidációját, in vitro a dopamin PRL elválasztást gátló hatásának fokozására képes (261, 263). A szteroid/thyroid receptorcsalád ligandjai, mint például a glukokortikoidok, a petefészekben termelődő szteroidok és a trijódtironin befolyásolják a laktotropok érzékenységét például az opioidok (84, 85, 142) és az angiotenzin II (266) iránt. 20

21 3.2. A prolaktin elválasztást serkentő faktorok, PRF-ek Bár a rendelkezésre álló adatok alapján általánosan elfogadott nézet, hogy a PRL elválasztás főképp a dopamin gátló hatása alatt áll, ezzel párhuzamosan számos kutatás folyik a PRL elválasztást serkentő anyagok iránt. A PRF-ek közreműködésének feltételezése előtt, a PRL szekréció emelkedésének legegyszerűbb magyarázata az volt, hogy a különböző stimulusok felfüggesztik a hypothalamus tónusos gátló hatását és így a hypophysis képes spontánul nagy mennyiségű PRL ürítésére (212). Ezt az elképzelést megerősítette, hogy a TH gátlásával, amikor a portális vérbe a dopamin szekréció teljesen gátolt, megemelkedik a PRL elválasztás Ennek mértéke hasonló a szopási inger illetve stressz esetén tapasztalthoz (92). In vitro kísérletben a dopamin infúzió felfüggesztése gyors PRL szekréciónövekedést eredményez. Az emlőideg elektromos ingerlése azonban csak egy néhány percig tartó dopamin ürítés csökkenést okoz, amit azután gyors pulzusokban történő dopamin elválasztás követ a szoptatás egész időtartama alatt. A szopási inger után a többszörös plazma PRL szint emelkedés mellett a portális vér dopamin tartalma csak kismértékben csökken (210, 212). A fenti megfigyelések arra utalnak, hogy a dopamin szekréció csökkenése önmagában nem elégséges a szopásra adott PRL válasz létrejöttéhez. A jelenlegi eredmények alapján úgy tűnik, hogy ellentétben a többi adenohypophysealis hormonnal, nincs egy kitüntetett fő PRL serkentő hormon, hanem számos anyag rendelkezik PRL leadást fokozó hatással. A thyreotroph releasing hormont (TRH) eredetileg, az hypophysis elülső lebeny sejtjeiben termelődő, thyroid serkentő hormon (TSH) elválasztását serkentő hypophysiotrop faktorként írták le. A TRH-t termelő neuronok a nucleus paraventricularis kissejtes részében helyezkednek el és az eminentia medianába vetítenek, ahol a TRH a hosszú portális erekbe ürül (158, 87). A TRH képes a PRL elválasztás dózisfüggő serkentésére in vitro és in vivo is (104, 269). In vivo azonban csak bizonyos körülmények között, nőstényekben és ösztrogénnel kezelt hím állatokban serkenti a PRL szekréciót, hímekben és laktáló nőstényekben nem (237, 247). Az utóbbi adatnak ellentmondó megfigyelés, hogy TRH antiszérummal végzett immunneutralizáció után elmarad a proösztrusz délutánján a PRL szint emelkedés, illetve csökken a szopásra adott PRL válasz nagysága (62, 148). A fenti adatok arra utalnak, hogy a TRH szerepet játszhat a laktáció alatti PRL elválasztásban is, de nem mint az egyedüli endogén PRF. A TRH 255 aminosavból álló előalakjából (protrh), alternatív hasítás révén a TRH mellett egyéb peptidek is keletkezhetnek. A legújabb 21

22 eredmények szerint szopás hatására megnő a nucleus paraventricularisban és az eminentia medianában a preprotrh , és az ebből enzimatikus hasítás révén keletkező preprotrh szintje is. A kicsinyeiktől elválasztott anyákban mindkét peptid szintje alacsony. In vitro mindkettő dózisfüggően serkenti a PRL elválasztást (216). Mivel szisztémás preprotrh injekció gátolta a stressz által okozott PRL elválasztást (179), így ezen peptidek jelentősége a PRL elválasztás szabályozásában még kérdéses. PRF aktivitással rendelkezik a vasoactiv intestinalis peptid (VIP) is, amelynek a jelenléte a nucleus paraventricularisban és az eminentia medianaban is bizonyított (56, 189). A peptid megtalálható a portális vérben, a PRL elválasztást serkenti in vivo és in vitro körülmények között is (56, 189, 259) a laktotrop sejteken található VIP receptorokon keresztül. A VIP-pel homológiát mutató peptid hisztidin-izoleucin, amely szintén a szekretin/vip család tagja, megtalálható a portális vérben (259) valamint képes a PRL szekréciót serkentésére in vivo és in vitro is (218, 294). A pontosabb hatásmechanizmus azonban még tisztázásra vár. Az egy évtizede marha hypothalamusból azonosított és izolált hypophysealis adenilát ciklázt aktiváló polipeptid (PACAP) is a VIP család tagja (195, 12). Két biológiailag aktív formája van a 27 aminosavból álló PACAP-27, illetve a C- terminálisnál hosszabb PACAP-38. Mindkét peptid szoros homológiát mutat a VIP N- terminálissal és nagymértékű ciklikus AMP (camp) felhalmozódást okoz tenyésztett elülső lebenyi sejtekben, feltehetően a nagy affinitású receptorokon keresztül hatva (264). A PACAP-38 immunreaktív sejttestek legnagyobb mennyiségben a hypothalamusban találhatóak meg; intakt hím patkányokban, a hypothalamikus arcuatus, paraventricularis és supraopticus magban. PACAP-38-at tartalmazó idegrostok és terminálisok figyelhetőek meg az eminentia mediana belső zónájában és a hypophysis hátsó lebenyében, amelyek eloszlása nagy mértékű hasonlóságot mutat az oxitocin immunreaktivitással. Ugyanakkor az eminentia mediana külső zónájában valamint a hypophysis elülső és közti lebenyében csak gyenge immunpozitivitást találtak (14, 143, 150, 174). Mindhárom típusú PACAP receptor expresszálódik az elülső lebeny szekretáló sejtjeiben, legnagyobb mennyiségben a nagy affinitású PACAP receptor I (197). A hypophysealis portális érrendszerben a PACAP-38 koncentrációja nagyobb, mint a szisztémás keringésben. Szisztémás PACAP-38 injekció szignifikánsan 22

23 és dózisfüggően emeli a plazma PRL és növekedési hormon szinteket hím és elválasztott laktáló nőstényekben is, viszont folyamatosan szoptató anyákban nincs hatása a plazma PRL koncentrációjára (8, 162, 209). Laktálókban a PACAP-38 a szopás indukált PRL válaszhoz hasonló nagyságú, a TRH, VIP illetve opioidok által kiváltottnál nagyobb mértékű PRL elválasztást okoz. Hímekben a PACAP a hypothalamus léziója után is serkentette mindkét hormon elválasztását, ami közvetlen hypophysealis hatásmechanizmust sugall (131). Ezzel ellentétben, sejtkultúrában és reverz hemolítikus plakk assay-ben a PACAP-38 dózisfüggően gátolta a PRL leadást, míg a növekedési hormon elválasztást serkentette (131, 162, 209). Ez utóbbi megfigyelések arra utalnak, hogy a PACAP-38 nem közvetlenül a laktotrop sejteken hatva fejti ki a PRL serkentő hatását, hanem esetleg indirekten, egy más típusú hypophyealis sejten keresztül, parakrin módon. Ezek lehetnek a follikulus stimuláló hormont termelő (FSH) sejtek, amelyek szintén rendelkeznek PACAP kötőhellyel (287) illetve a melanotrop sejtek, amelyekben PACAP hatására megnő a camp koncentráció és az MSH elválasztás (147). PACAP-38 kezeléskor megnőtt az interleukin-6 (IL-6) szekréció az FSH sejtekből, amely peptid képes in vitro a PRL elválasztás serkentésére. Így az IL-6 lehet egy, a PACAP serkentő hatását közvetítő, parakrin faktor (270, 96). A PACAP-38 laktáló nőstényekben kifejtett hatásmechanizmusának pontosabb megismeréséhez tehát még további vizsgálatok szükségesek. Számos eredmény utal arra, hogy a szerotonin képes a PRL elválasztás serkentésére és a szerotoninerg struktúrák részt vesznek a szopásra adott PRL válaszban. Centrálisan vagy perifériásan adott szerotonin illetve szerotonin prekurzor (5-hidroxi-triptofán, 5-HTP) hatására megnőtt a plazma PRL koncentrációja (154, 170, 295). Ez utóbbi hatást azonban csak intakt közti-hátsó lebeny és hypothalamus esetén figyelték meg (133, 192, 217). A szerotonin receptor 1 (5HT 1A, 5HT 1B, 5HT 1C ) agonisták in vivo megemelték a plazma PRL szintet (258, 165). A szerotonin szintézis gátlása intakt állatokban nem befolyásolta a PRL elválasztást, ugyanakkor laktáló nőstényekben teljesen megakadályozta a szopási inger által kiváltott PRL elválasztást, amely visszaállítható volt a szopási stimulus előtt adott 5-HTP-al (149). Alacsony dózisban adott szerotonin receptor antagonista szintén gátolta a PRL választ laktálókban. Bár szerotonin receptorokat kimutattak a hypophysis elülső lebenyében is, de a szerotonin in vitro nem serkenti a PRL szekréciót a laktotrop sejtekből (47, 48, 154, 155). Mindezen adatok arra utalnak, hogy a szerotoninerg pályáknak fontos 23

24 szerepe van a szopási stimulus közvetítésében és így a szopásra adott PRL válaszban is, azonban a szerotonin nem neurohormonként közvetlenül, hanem indirekten, hypothalamikus magokon keresztül hatva befolyásolja a PRL szekréciót. A szerotonin ezen kívül részt vesz még a proösztruszban megjelenő illetve a terhesség alatti nappali és éjszakai PRL csúcs kialakításában is (130, 193). Számos adat alapján feltételezhető, hogy a nucleus paraventricularis szerepet játszik a szerotonin illetve az 5-HTP által kiváltott PRL elválasztásban. A nucleus paraventricularis szelektív sértése után jelentősen csökken a p-kloroamfetamin (szerotonin kidobást serkentő) illetve a szerotonin receptor 2 (5HT 2A, 5HT 2C ) agonista kezelésre adott PRL válasz (20, 21, 22, 23, 248). Ciklusos nőstényben a szerotonin felhalmozódás napszakos ingadozást mutat a nucleus paraventricularisban, a délutáni PRL csúccsal egy időben mérhető a legnagyobb szerotonin koncentráció (11). Más megfigyelés alapján feltételezhető az is, hogy az elülső hypothalamus rostrális részének szerotoninerg innervációja is részt vesz a szopási stimulus közvetítésében, mivel az ide adott 5,7-DHT injekció (5,7-dihidroxitriptamin, szerotoninerg struktúrákat károsító neurotoxin) is csökkenti a PRL elválasztást szopáskor (230). A hypothalamikus dopaminerg neuronok valószínűleg nem játszanak fontos szerepet a szerotonin hatásmechanizmusában, mivel a szerotonin a portális erek dopamin koncentrációjától függetlenül serkenti a PRL szekréciót (238). Dopamin infúzióval nem gátolható a szerotonin serkentő hatása, illetve a dopamin bioszintézis gátlásakor megemelkedő plazma PRL szint a szerotonin kezelés után tovább nő (176). Az angiotenzin II részt vehet a PRL fiziológiás szabályozásában, mind a hypothalamus (199, 265) mind a hypophysis szintjén (254). In vitro specifikusan emeli, a TRH-nál nagyobb mértékben, az elülső lebeny sejtjeiből a PRL elválasztást, míg a többi hormon elválasztására nincs hatással (3). Az utóbbi évek eredményei alapján feltételezhető, hogy az angiotenzin II nem a bazális PRL szekréció, hanem a különböző, külső és belső stimulusokra adott PRL válasz nagyságának szabályozásában vesz részt (265). A központi idegrendszeren keresztül a hisztamin is serkenti a PRL elválasztást (főképpen a stresszre adott PRL választ hím patkányokban) főleg H2 receptorokon hatva (145, 146). Érdemes megemlíteni, hogy a dopamin is képes a PRL szekréció növelésére, nagyon alacsony, pikomoláris koncentrációban, in vitro sejtkultúrában alkalmazva (44, 24