Braz J Med Biol Res, december 1997, Volume 30(12) 1485-1487 (Short Communication)
Plasma testosteron- og 11-ketotestosteron-niveauer hos han-pacu Piaractus mesopotamicus (Cypriniformes, Characidae)
R. Gazola1 og 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
ResuméTekstTaknemmelserKorrespondance og fodnoter
Abstrakt 
Niveauerne af testosteron (T) og 11-ketotestosteron (11-KT) hos den sydamerikanske pacu Piaractus mesopotamicus blev bestemt ved hjælp af radioimmunoassay i to stadier af den reproduktive cyklus, i.e., hvile og modning, og det gonadosomatiske indeks (GSI) blev beregnet. De højeste niveauer af T og 11-KT blev nået i modningsfasen (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), og de lavere niveauer blev opretholdt i hvileperioden. Stigningen i androgenniveauerne skete med fremkomsten af spermatozoer i modningsstadiet, hvor GSI var højest.
Nøgleord: teleostfisk, testosteron, 11-ketotestosteron, radioimmunoassay, reproduktionscyklus
Højere hvirveldyrs androgen produceres af gonaderne og binyrebarken, idet testiklerne er det sted, hvor det meste androgen syntetiseres og udskilles. Testiklerne hos fisk kan syntetisere androgenerne testosteron (T), androstenedion og 11-ketotestosteron (11-KT) (1,2) (1,2).
Der har været megen diskussion om testosterons og 11-ketotestosterons rolle hos mandlige teleostere. Det antages generelt, at testosteron har en virkning på nogle trin i spermatogenesen som f.eks. spermatogonial multiplikation og spermatocytdannelse (3). Testosteronets stofskifteprodukt, der frigives fra kroppen i urinen, kan også tiltrække det modsatte køn og påvirke den seksuelle adfærd (4). Desuden er testosteron en forløber for østrogenbiosyntesen og kan være involveret i den seksuelle differentieringsproces (5).
11-ketotestosteron stimulerer markant udviklingen af sekundære kønskarakteristika hos han-teleostere (1). Der er dokumenteret sæsonbetingede ændringer i serumgonadale steroidhormonniveauer hos en række ferskvandsteleostearter (4-9), herunder pacu-hunner (10). Disse data har bidraget til forståelsen af de endokrinologiske aspekter af reproduktion hos fisk.
Pacu’en, Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887, er en sydamerikansk vandringsfisk af stor økonomisk betydning, der lever i floderne i Matogrosso-lavlandskomplekset i det centrale Brasilien. I fangenskab viser pacu’en et mønster for gonadalmodning, der ligner det, der ses i naturen; reproduktion finder dog ikke sted spontant i fangenskab (10).
Sigtet med denne undersøgelse var at rapportere om ændringerne i plasmaniveauerne af kønssteroiderne testosteron og 11-ketotestosteron hos han-pacu’er i fangenskab i to faser af den reproduktive cyklus, dvs, hvile (R) og modning (M).
Han-pacu’er, Piaractus mesopotamicus (N = 30), opdrættet i fangenskab på Center of Research and Training in Aquaculture (CEPTA), Pirassununga, SP, Brasilien (subtropisk zone, 22o 02′ S, 47o 30′ V), blev anvendt til bestemmelse af testikelsteroiderne testosteron og 11-ketotestosteron under hvile- og modningsstadierne i den reproduktive cyklus. Der blev taget blodprøver (5 ml/fisk) fra halekarrene med heparinerede sprøjter, og alle fisk blev vejet og ofret. Det gonadosomatiske indeks (GSI) blev beregnet som (gonadevægt/kropsvægt) x 100. Der blev udtaget prøver af gonaderne fra hver fisk, fikseret i Bouins opløsning og behandlet efter rutinemæssige histologiske metoder med henblik på bestemmelse af gonadestadiet. Blodprøverne blev centrifugeret, og plasma-aliquots blev opbevaret ved -20oC. Det opbevarede plasma blev transporteret på tøris til West Vancouver Laboratory (Vancouver, British Columbia), hvor hormonkoncentrationerne blev bestemt ved radioimmunoassay (RIA).
T- og 11-KT-niveauerne blev bestemt direkte i uekstraheret, varmebehandlet plasma (11). Alle detaljer om steroid-RIA er beskrevet andetsteds (12). På 50 %-niveau viste T- og 11-KT-antistoffer mindre end 6 % krydsreaktion med 11-hydroxytestosteron og mindre end 2 % med andrenosteron og alle andre testede steroider. Validiteten af assayet blev bekræftet ved at påvise, at kendte mængder T og 11-KT, der blev tilsat plasma før prøveforberedelse til RIA, var nøjagtige. Præcisionen blev bestemt ved analyse af variationskoefficienterne inden for og mellem analyserne, som var mindre end 10 % for de to assays. Følsomheden af analyserne var 5 pg/ml. Data er rapporteret som gennemsnit ± SEM og blev analyseret ved variansanalyse (ANOVA) og Student-Newman-Keuls multiple range test, med signifikansniveauet sat til P<0,01.
Profilerne af T og 11-KT som bestemt ved RIA og GSI af han-pacu i R- og M-stadierne af gonadecyklusen er vist i tabel 1. Plasmaværdierne af 11-KT var højere end T-værdierne i R-stadiet, mens T-værdierne i M-stadiet var højere end 11-KT-værdierne. Der blev dog ikke observeret nogen signifikante forskelle mellem T- og 11-KT-niveauerne i samme fase. T- og 11-KT-værdierne var signifikant højere (P<0,01) i M-stadiet (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml), når GSI også var højere (0,6 ± 0,1 %).
Spermatogenese og spermiation er blevet anset for at være under gonadotropinkontrol hos teleoste (4,13). Hos han-teleostfisk synes de vigtigste androgener, der syntetiseres af testiklerne, at være testosteron og 11-ketotestosteron (4,6,8,14).
T og 11-KT er til stede i plasma hos han-pacu’er i omtrent lige store mængder i de samme stadier af gonadecyklusen. Lignende resultater blev opnået for laksedyret rosa laks (8), hvor T og 11-KT stiger og falder enten samtidig eller nogle gange med T forud for 11-KT med ca. en måned.
Hos han-pacu var plasma T- og 11-KT-niveauerne signifikant højere i modningsfasen end i testikelcyklussens hvilefase, og der blev observeret en positiv korrelation mellem de bestemte plasmasteroidniveauer og GSI. Disse resultater er i overensstemmelse med dem, der er opnået for teleostfisk. Hos Scorpius lineatus er GSI-værdierne f.eks. maksimale i perioden med fuldstændig spermatogenese, og 11-KT-koncentrationen er højere hos hannerne før gydningen (15). Ifølge Fostier (4) er T- og 11-KT-niveauerne karakteristisk forhøjet i perioder med spermatogen og spermiogen aktivitet og falder i reproduktive hvileperioder hos laksefiskarter. Hos Pagrus auratus stiger plasma T-værdierne hos fisk, der er under spermiation, og plasma 11-KT-niveauerne følger et mønster, der nøje svarer til T-niveauerne (16). Hos Dicentrarchus labrax-hanner, som gyder årligt, er plasmaniveauerne af T og 11-KT højere under spermiation, da de sidste faser af modningen reguleres af C21-steroider (6).
1. Wei-Xin Z (1988). Testosteron- og 11-oxotestosteronændringer i løbet af en årscyklus og induceret gydning hos stump snudebrasen (Megalobrama anblycephala). Referat af det internationale symposium i Guangzhou, PRC, 14-16: 66-72.
2. Vermeulen GJ, Lambert JGD, Lambert JGD, Van-der-Looy MJW & Goss HJT (1994). Gaskromatografisk-massespektrometrisk (GC-MS) analyse af gonadalsteroider i plasma fra den afrikanske hankat, Clarias gariepinus: effekt af kastration eller behandling med gonadotropinfrigivende hormonanaloger. General and Comparative Endocrinology, 96: 288-297.
3. Billard R, Fostier A, Weil C & Breton B (1982). Endokrin kontrol af spermatogenese hos teleostfisk. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 39: 65-79.
5. Liley NR, Breton B, Fostier A & Tan ESP (1986). Endokrine ændringer i forbindelse med gydeadfærd og sociale stimuli i en vild population af regnbueørred (Salmo gairdneri). General and Comparative Endocrinology, 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- og 17B-estradiolplasmafluktuationer i hele gydeperioden hos han- og hunregnbueørreder, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), der holdes under forskellige fotoperiodregimer. Annales Zoologici Fennici, 31: 319-327.
8. Dye HM, Sumpter JP, Fagerlund UHM & Donaldson EM (1986). Ændringer i reproduktionsparametre under gydevandringen hos pink laks, Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum). Journal of Fish Biology, 29: 167-176.
9. Scott AP & Sumpter JP (1989). Sæsonbetingede variationer i testikelkimcellernes stadier og i plasmakoncentrationer af kønssteroider hos hanregnbueørreder (Salmo gairdneri), der modnes ved 2 års alderen. General and Comparative Endocrinology, 73: 46-58.
10. Gazola R, Borella MI, Donaldson EM, Val-Sella MV, Sukumasavin N, Fava-De-Moraes F & Bernardino G (1996). Plasma steroid- og kortikosteroidniveauer hos hun-pacu Piaractus mesopotamicus, Teleostei-Characidae. Brasiliansk tidsskrift for medicinsk og biologisk forskning, 29: 659-664.
11. Scott AP, Mackenzie DS & Stacey NE (1984). Endokrine ændringer under naturlig gydning hos den hvide suder, Catostomus commersoni. General and Comparative Endocrinology, 56: 350-359.
12. Van der Kraak G, Dye HM & Donaldson EM (1984). Virkninger af LH-RH-ethylamin på plasma kønssteroidprofilen hos voksne hunkoho laks. General and Comparative Endocrinology, 55: 36-45.
13. Planas V & Swanson P (1995). Maturationsassocierede ændringer i laksetestis respons på de steroidogene virkninger af gonadotropiner (GTH I og GTH II) in vitro. Biology of Reproduction, 52: 697-704.
14. Kobayashi M, Aida K & & Hanyu I (1986). Årlige ændringer i plasmaniveauer af gonadotropin- og steroidhormoner hos guldfisk. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, 52: 1153-1158.
15. Dedual M & Pankhurst NW (1992). Plasmakoncentrationer af steroidhormoner i forbindelse med den reproduktive cyklus hos sweep Scorpius lineatus (Kyphodidae) fanget i naturen. Australian Journal of Marine and Freshwater Research, 43: 753-763.
Anerkendelser
Vi vil gerne takke Dr. E.M. Donaldson, leder af West Vancouver Laboratory, for hormonmålinger, N. Sukumasavin for teknisk støtte og G. Bernardino for at stille fiskene til rådighed.