Braz J Med Biol Res, Dezember 1997, Volume 30(12) 1485-1487 (Short Communication)
Plasma-Testosteron- und 11-Ketotestosteronspiegel von männlichen Pacu Piaractus mesopotamicus (Cypriniformes, Characidae)
R. Gazola1 und M.I. Borella2
1Escola de Farmácia e Odontologia de Alfenas, Alfenas, MG, Brasil
2Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasilien
AbstractTextDanksagungKorrespondenz und Fußnoten
Abstract 
Die Spiegel von Testosteron (T) und 11-Ketotestosteron (11-KT) des südamerikanischen Pacu Piaractus mesopotamicus wurden mittels Radioimmunoassay während zweier Stadien des Fortpflanzungszyklus bestimmt, i.e., d. h. in der Ruhe- und in der Reifungsphase, bestimmt und der gonadosomatische Index (GSI) berechnet. Die höchsten T- und 11-KT-Spiegel wurden in der Reifungsphase erreicht (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), während in der Ruhephase niedrigere Werte beibehalten wurden. Der Anstieg der Androgenspiegel erfolgte mit dem Auftreten von Spermien im Reifungsstadium, als der GSI am höchsten war.
Schlüsselwörter: Teleost-Fische, Testosteron, 11-Ketotestosteron, Radioimmunoassay, Fortpflanzungszyklus
Die Androgene der höheren Wirbeltiere werden von den Gonaden und der Nebennierenrinde produziert, wobei die Hoden der Ort sind, an dem die meisten Androgene synthetisiert und ausgeschieden werden. Die Hoden von Fischen können die Androgene Testosteron (T), Androstendion und 11-Ketotestosteron (11-KT) synthetisieren (1,2).
Über die Rolle von Testosteron und 11-Ketotestosteron bei männlichen Teleostaten wurde viel diskutiert. Es wird allgemein angenommen, dass Testosteron einige Schritte der Spermatogenese wie die Spermatogonienvermehrung und die Spermatozytenbildung beeinflusst (3). Das Stoffwechselprodukt des Testosterons, das vom Körper im Urin ausgeschieden wird, kann auch das andere Geschlecht anziehen und das Sexualverhalten beeinflussen (4). Darüber hinaus ist Testosteron ein Vorläufer der Östrogenbiosynthese und kann in den Prozess der sexuellen Differenzierung involviert sein (5).
11-Ketotestosteron stimuliert deutlich die Entwicklung sekundärer Geschlechtsmerkmale bei männlichen Teleosteern (1). Saisonale Veränderungen des Serumspiegels gonadaler Steroidhormone wurden bei einer Reihe von Süßwasser-Teleoste dokumentiert (4-9), darunter auch bei weiblichen Pacus (10). Diese Daten haben zum Verständnis der endokrinologischen Aspekte der Fortpflanzung bei Fischen beigetragen.
Der Pacu, Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887, ist ein südamerikanischer Wanderfisch von großer wirtschaftlicher Bedeutung, der in den Flüssen des Matogrosso-Tieflandkomplexes in Zentralbrasilien lebt. In Gefangenschaft zeigt der Pacu ein ähnliches Muster der Gonadenreifung wie in der Natur; allerdings findet die Fortpflanzung in Gefangenschaft nicht spontan statt (10).
Der Zweck der vorliegenden Untersuchung war es, die Veränderungen der Plasmaspiegel der Sexualsteroide Testosteron und 11-Ketotestosteron bei männlichen Pacu in Gefangenschaft während zweier Phasen des Fortpflanzungszyklus, d.h.,
Männliche Pacus, Piaractus mesopotamicus (N = 30), die in Gefangenschaft im Center of Research and Training in Aquaculture (CEPTA), Pirassununga, SP, Brasilien (subtropische Zone, 22o 02′ S, 47o 30′ W), gezüchtet wurden, wurden für die Bestimmung der Hodensteroide Testosteron und 11-Ketotestosteron während der Ruhe- und Reifungsphasen des Fortpflanzungszyklus verwendet. Die Blutproben (5 ml/Fisch) wurden mit heparinisierten Spritzen aus den Schwanzgefäßen entnommen, und alle Fische wurden gewogen und geopfert. Der gonadosomatische Index (GSI) wurde berechnet als (Gonadengewicht/Körpergewicht) x 100. Von jedem Fisch wurden Gonadenproben entnommen, in Bouinscher Lösung fixiert und mit histologischen Routinemethoden zur Bestimmung des Gonadenstadiums bearbeitet. Die Blutproben wurden zentrifugiert, und die Plasma-Aliquots wurden bei -20 °C gelagert. Das gelagerte Plasma wurde auf Trockeneis zum West Vancouver Laboratory (Vancouver, British Columbia) transportiert, wo die Hormonkonzentrationen mittels Radioimmunoassay (RIA) bestimmt wurden.
T und 11-KT wurden direkt in nicht extrahiertem, wärmebehandeltem Plasma bestimmt (11). Alle Einzelheiten der Steroid-RIA wurden an anderer Stelle beschrieben (12). Die T- und 11-KT-Antikörper zeigten zu 50 % eine Kreuzreaktion mit 11-Hydroxytestosteron von weniger als 6 % und mit Andrenosteron und allen anderen getesteten Steroiden von weniger als 2 %. Die Validität des Assays wurde durch den Nachweis bestätigt, dass bekannte Mengen von T und 11-KT, die dem Plasma vor der Probenvorbereitung für den RIA zugesetzt wurden, korrekt waren. Die Präzision wurde durch die Analyse der Intra-Assay- und Inter-Assay-Variationskoeffizienten bestimmt, die für beide Assays weniger als 10 % betrugen. Die Empfindlichkeit der Assays lag bei 5 pg/ml. Die Daten werden als Mittelwerte ± SEM angegeben und wurden durch Varianzanalyse (ANOVA) und den Student-Newman-Keuls-Mehrbereichstest analysiert, wobei das Signifikanzniveau auf P<0,01 festgelegt wurde.
Die Profile von T und 11-KT, wie sie durch RIA und den GSI von männlichen Pacu im R- und M-Stadium des Gonadenzyklus bestimmt wurden, sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Plasmawerte von 11-KT waren im R-Stadium höher als die T-Werte, während im M-Stadium die T-Werte höher waren als 11-KT. Es wurden jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den T- und 11-KT-Werten im selben Stadium festgestellt. Die T- und 11-KT-Werte waren im M-Stadium signifikant höher (P<0,01) (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), als auch der GSI höher war (0,6 ± 0,1 %).
Spermatogenese und Spermienbildung werden bei Teleosteern durch Gonadotropine gesteuert (4,13). Bei männlichen Teleostfischen scheinen die wichtigsten Androgene, die von den Hoden synthetisiert werden, Testosteron und 11-Ketotestosteron zu sein (4,6,8,14).
T und 11-KT sind im Plasma von männlichen Pacu in etwa gleichen Mengen in den gleichen Stadien des Gonadenzyklus vorhanden. Ähnliche Ergebnisse wurden für den rosa Lachs erzielt (8), bei dem T und 11-KT entweder gleichzeitig ansteigen und abfallen oder manchmal mit T, das 11-KT um etwa einen Monat vorausgeht.
Bei männlichen Pacus waren die Plasma-T- und 11-KT-Spiegel während der Reifungsphase signifikant höher als während der Ruhephase des Hodenzyklus, und es wurde eine positive Korrelation zwischen den ermittelten Plasma-Steroidspiegeln und dem GSI beobachtet. Diese Ergebnisse stimmen mit denen überein, die bei Teleostfischen erzielt wurden. Bei Scorpius lineatus zum Beispiel sind die GSI-Werte während der Periode der vollständigen Spermatogenese am höchsten und die 11-KT-Konzentration ist bei den Männchen vor dem Laichen höher (15). Nach Fostier (4) sind die T- und 11-KT-Konzentrationen bei Salmoniden während der Spermatogenese und Spermiogenese erhöht und sinken während der reproduktiven Ruhephase. Bei Pagrus auratus steigen die T-Plasmakonzentrationen bei Fischen, die sich in der Spermienbildung befinden, und die 11-KT-Plasmakonzentrationen folgen einem Muster, das dem der T-Konzentrationen sehr ähnlich ist (16). Bei den Männchen von Dicentrarchus labrax, die jährlich ablaichen, sind die Plasmaspiegel von T und 11-KT während der Spermienbildung höher, da die letzten Stadien der Reifung durch C21-Steroide reguliert werden (6).
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Danksagungen
Wir danken Dr. E.M. Donaldson, Leiter des West Vancouver Laboratory, für die Hormonmessungen, N. Sukumasavin für die technische Unterstützung und G. Bernardino für die Bereitstellung der Fische.