Braz J Med Biol Res, December 1997, Volume 30(12) 1485-1487 (Short Communication)
Plasma testosteronu i 11-ketotestosteronu poziomów samców pacu Piaractus mesopotamicus (Cypriniformes, Characidae)
R. Gazola1 i M.I. Borella2
1Escola de Farmácia e Odontologia de Alfenas, Alfenas, MG, Brasil
2Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil
AbstraktTekstPodziękowaniaKorespondencja i przypisy
Abstrakt 
Poziomy testosteronu (T) i 11-ketotestosteronu (11-KT) u południowoamerykańskiej pacu Piaractus mesopotamicus oznaczano metodą radioimmunologiczną podczas dwóch etapów cyklu rozrodczego, i.e., spoczynku i dojrzewania, oraz obliczono indeks gonadosomatyczny (GSI). Najwyższy poziom T i 11-KT osiągnięto w fazie dojrzewania (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), niższy poziom utrzymywał się w okresie spoczynku. Wzrost poziomu androgenów następował wraz z pojawieniem się plemników w stadium dojrzewania, kiedy GSI był najwyższy.
Słowa kluczowe: teleost fish, testosterone, 11-ketotestosterone, radioimmunoassay, reproductive cycle
Higher vertebrate androgen is produced by the gonads and the adrenal cortex, with the testis being the place where most androgen is synthesized and secreted. Jądra ryb mogą syntetyzować androgeny testosteron (T), androstenedione i 11-ketotestosteron (11-KT) (1,2).
Było wiele dyskusji na temat ról testosteronu i 11-ketotestosteronu w męskich teleosts. Ogólnie uważa się, że testosteron ma wpływ na niektóre etapy spermatogenezy, takie jak namnażanie spermatogonialne i tworzenie spermatocytów (3). Produkt metaboliczny testosteronu, uwalniany z organizmu w moczu, może również przyciągać płeć przeciwną i wpływać na zachowania seksualne (4). Ponadto testosteron jest prekursorem biosyntezy estrogenów i może być zaangażowany w proces różnicowania płciowego (5).
11-ketotestosteron wyraźnie stymuluje rozwój drugorzędowych cech płciowych u samców teleostów (1). Sezonowe zmiany w surowicy gonadalnych poziomów hormonów steroidowych zostały udokumentowane u wielu słodkowodnych gatunków teleostów (4-9), w tym u samic pacu (10). Dane te przyczyniły się do zrozumienia endokrynologicznych aspektów reprodukcji u ryb.
Pacu, Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887, jest południowoamerykańską rybą wędrowną o dużym znaczeniu gospodarczym, która zamieszkuje rzeki kompleksu nizinnego Matogrosso w środkowej Brazylii. W niewoli, pacu pokazuje wzór dojrzewania gonad podobny do tego, który można zobaczyć w naturze; jednak reprodukcja nie występuje spontanicznie w niewoli (10).
Celem niniejszego badania było zgłoszenie zmian w osoczu poziomu steroidów płciowych testosteronu i 11-ketotestosteronu u samców pacu w niewoli podczas dwóch etapów cyklu reprodukcyjnego, tj, spoczynku (R) i dojrzewania (M).
Męskie pacu, Piaractus mesopotamicus (N = 30), hodowane w niewoli w Centrum Badań i Szkoleń w Akwakulturze (CEPTA), Pirassununga, SP, Brazylia (strefa subtropikalna, 22o 02′ S, 47o 30′ W), były wykorzystywane do oznaczania steroidów jąder testosteronu i 11-ketotestosteronu podczas spoczynku i dojrzewania etapów cyklu rozrodczego. Próbki krwi (5 ml/ryba) zostały pobrane z naczyń ogonowych za pomocą heparynizowanych strzykawek, a wszystkie ryby zostały zważone i uśmiercone. Indeks gonadosomatyczny (GSI) obliczano jako (masa gonad/masa ciała) x 100. Próbki gonad wycięto z każdej ryby, utrwalono w roztworze Bouina i poddano obróbce rutynowymi metodami histologicznymi w celu określenia stadium gonad. Próbki krwi odwirowano, a podwielokrotności osocza przechowywano w temperaturze -20oC. Przechowywane osocze było transportowane na suchym lodzie do West Vancouver Laboratory (Vancouver, Kolumbia Brytyjska), gdzie stężenia hormonów były oznaczane metodą radioimmunoassay (RIA).
T i 11-KT poziomy były oznaczane bezpośrednio w nieekstrahowanym, poddanym obróbce cieplnej osoczu (11). Pełne szczegóły dotyczące RIA steroidów zostały opisane w innym miejscu (12). Na poziomie 50% przeciwciała T i 11-KT wykazywały mniej niż 6% reakcji krzyżowych z 11-hydroksytestosteronem, i mniej niż 2% z andrenosteronem i wszystkimi innymi testowanymi steroidami. Ważność oznaczenia została potwierdzona przez wykazanie, że znane ilości T i 11-KT dodane do osocza przed przygotowaniem próbki do RIA były dokładne. Precyzja została określona przez analizę współczynników zmienności wewnątrz- i międzylaboratoryjnej, które były mniejsze niż 10% dla dwóch testów. Czułość testów wynosiła 5 pg/ml. Dane podano jako średnie ± SEM i analizowano za pomocą analizy wariancji (ANOVA) i testu wielokrotnych zakresów Studenta-Newmana-Keulsa, z poziomem istotności ustalonym na P<0.01.
Profilakty T i 11-KT określone przez RIA i GSI samców pacu w fazach R i M cyklu gonadalnego przedstawiono w Tabeli 1. Wartości 11-KT w osoczu były wyższe niż wartości T w stadium R, natomiast w stadium M wartości T były wyższe niż 11-KT. Nie zaobserwowano jednak istotnych różnic pomiędzy poziomem T i 11-KT w tym samym stadium. Wartości T i 11-KT były istotnie wyższe (P<0,01) w stadium M (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), kiedy GSI było również wyższe (0,6 ± 0,1%).
Spermatogeneza i plemnikowanie zostały uznane za będące pod kontrolą gonadotropin u teleostów (4,13). U samców ryb teleostów głównymi androgenami syntetyzowanymi przez jądra wydają się być testosteron i 11-ketotestosteron (4,6,8,14).
T i 11-KT są obecne w osoczu samców pacu w przybliżeniu w równych ilościach w tych samych stadiach cyklu gonadalnego. Podobne wyniki uzyskano u łososia różowego (8), u którego T i 11-KT wzrastają i opadają jednocześnie lub niekiedy T wyprzedza 11-KT o około miesiąc.
W osoczu samców pacu poziom T i 11-KT był istotnie wyższy w fazie dojrzewania niż w fazie spoczynkowej cyklu jądrowego oraz zaobserwowano dodatnią korelację pomiędzy oznaczonym poziomem steroidów w osoczu a GSI. Wyniki te są zgodne z uzyskanymi dla ryb teleostatycznych. Na przykład u Scorpius lineatus wartości GSI są maksymalne w okresie pełnej spermatogenezy, a stężenie 11-KT jest wyższe u samców przed tarłem (15). Według Fostiera (4), poziomy T i 11-KT są charakterystycznie podwyższone w okresach aktywności spermatogenetycznej i spermiogenetycznej, a obniżają się w okresach spoczynku rozrodczego u gatunków łososiowatych. U Pagrus auratus, wartości T w osoczu krwi wzrastają u ryb przechodzących spermiogenezę, a poziomy 11-KT w osoczu krwi wykazują podobieństwo do poziomów T (16). U samców Dicentrarchus labrax, które odbywają coroczne tarło, poziomy T i 11-KT w osoczu są wyższe podczas spermacji, ponieważ końcowe etapy dojrzewania są regulowane przez steroidy C21 (6).
1. Wei-Xin Z (1988). Testosteron i 11-oxotestosteron zmiany podczas cyklu rocznego i indukowane tarło w tępy pysk leszcza (Megalobrama anblycephala). Proceedings of the International Symposium of Guangzhou, PRC, 14-16: 66-72.
2. Vermeulen GJ, Lambert JGD, Van-der-Looy MJW & Goss HJT (1994). Analiza chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) steroidów gonadalnych w osoczu samca suma afrykańskiego, Clarias gariepinus: wpływ kastracji lub leczenia analogiem hormonu uwalniającego gonadotropinę. Endokrynologia ogólna i porównawcza, 96: 288-297.
3. Billard R, Fostier A, Weil C & Breton B (1982). Endokrynna kontrola spermatogenezy w teleost ryb. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 39: 65-79.
5. Liley NR, Breton B, Fostier A & Tan ESP (1986). Zmiany endokrynologiczne związane z zachowaniami tarłowymi i bodźcami społecznymi w dzikiej populacji pstrąga tęczowego (Salmo gairdneri). Endokrynologia Ogólna i Porównawcza, 62: 145-156.
6. Prat F, Zanuy S, Carrillo M, De Mones A & Fostier A (1990). Seasonal changes in plasma levels of gonadal steroids of sea bass, Dicentrarchus labrax L. General and Comparative Endocrinology, 78: 361-373.
7. Pavlidis M, Dimitriou D & Dessypris A (1994). Testosteron and 17B-estradiol plasma fluctuations throughout spawning period in male and female rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), kept under several photoperiod regimes. Annales Zoologici Fennici, 31: 319-327.
8. Dye HM, Sumpter JP, Fagerlund UHM & Donaldson EM (1986). Changes in reproductive parameters during the tarning migration of pink salmon, Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum). Journal of Fish Biology, 29: 167-176.
9. Scott AP & Sumpter JP (1989). Seasonal variations in testicular germ cell stages and in plasma concentrations of sex steroids in male rainbow trout (Salmo gairdneri) maturing at 2 years old. Endokrynologia Ogólna i Porównawcza, 73: 46-58.
10. Gazola R, Borella MI, Donaldson EM, Val-Sella MV, Sukumasavin N, Fava-De-Moraes F & Bernardino G (1996). Poziomy steroidów i kortykosteroidów w osoczu u samic pacu Piaractus mesopotamicus, Teleostei-Characidae. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 29: 659-664.
11. Scott AP, Mackenzie DS & Stacey NE (1984). Endocrine changes during natural tarło in the white sucker, Catostomus commersoni. Endokrynologia ogólna i porównawcza, 56: 350-359.
12. Van der Kraak G, Dye HM & Donaldson EM (1984). Effects of LH-RH-ethylamine on plasma sex steroid profile in adult female coho salmon. Endokrynologia ogólna i porównawcza, 55: 36-45.
13. Planas V & Swanson P (1995). Maturation-associated zmiany w odpowiedzi jądra łososia do steroidogennych działań gonadotropin (GTH I i GTH II) in vitro. Biology of Reproduction, 52: 697-704.
14. Kobayashi M, Aida K & Hanyu I (1986). Roczne zmiany w osoczu poziomu gonadotropiny i hormonów steroidowych u złotych rybek. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, 52: 1153-1158.
15. Dedual M & Pankhurst NW (1992). Stężenia hormonów steroidowych w osoczu w odniesieniu do cyklu reprodukcyjnego zamiatarki Scorpius lineatus (Kyphodidae) złowionych z natury. Australian Journal of Marine and Freshwater Research, 43: 753-763.
Podziękowania
Chcielibyśmy podziękować Dr. E.M. Donaldson, szefowi West Vancouver Laboratory, za pomiary hormonów, N. Sukumasavin za wsparcie techniczne i G. Bernardino za dostarczenie ryb.
.