Braz J Med Biol Res, december 1997, Volume 30(12) 1485-1487 (Short Communication)
Plasma testosteron- och 11-ketotestosteronnivåer hos manliga pacu Piaractus mesopotamicus (Cypriniformes, Characidae)
R. Gazola1 och 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
AbstractTextTackKorrespondens och fotnoter
Abstract 
Nivåerna av testosteron (T) och 11-ketotestosteron (11-KT) hos den sydamerikanska pacu Piaractus mesopotamicus bestämdes med radioimmunoassay under två stadier av den reproduktiva cykeln, i.e., vila och mognad, och det gonadosomatiska indexet (GSI) beräknades. De högsta nivåerna av T och 11-KT uppnåddes under mognadsstadiet (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml) och lägre nivåer bibehölls under viloperioden. Ökningen av androgennivåerna inträffade med uppkomsten av spermatozoer i mognadsstadiet, då GSI var högst.
Nyckelord: teleostfisk, testosteron, 11-ketotestosteron, radioimmunoassay, reproduktionscykel
Högre ryggradsdjurens androgen produceras av könskörtlarna och binjurebarken, med testisen som den plats där det mesta androgenet syntetiseras och utsöndras. Testiklarna hos fiskar kan syntetisera androgenerna testosteron (T), androstenedion och 11-ketotestosteron (11-KT) (1,2) (1,2).
Det har diskuterats mycket om testosteronets och 11-ketotestosteronets roll hos manliga teleoster. Det anses allmänt att testosteron har en effekt på vissa steg i spermatogenesen, t.ex. spermatogonial multiplikation och spermatocyternas bildning (3). Testosterons ämnesomsättningsprodukt, som släpps ut från kroppen i urinen, kan också attrahera det motsatta könet och påverka det sexuella beteendet (4). Dessutom är testosteron en prekursor för östrogenbiosyntesen och kan vara inblandad i processen för sexuell differentiering (5).
11-ketotestosteron stimulerar markant utvecklingen av sekundära könsegenskaper hos manliga teleoster (1). Säsongsförändringar i serumnivåerna av gonadala steroidhormoner har dokumenterats hos ett antal sötvattenslevande teleostarter (4-9), inklusive pacuhonor (10). Dessa uppgifter har bidragit till förståelsen av de endokrinologiska aspekterna av reproduktion hos fiskar.
Pacu, Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887, är en sydamerikansk vandringsfisk av stor ekonomisk betydelse som lever i floderna i Matogrossos låglandskomplex i centrala Brasilien. I fångenskap uppvisar pacu ett mönster av könsdjursmognad som liknar det som ses i naturen; reproduktion sker dock inte spontant i fångenskap (10).
Syftet med denna undersökning var att rapportera förändringarna i plasmanivåerna av könssteroiderna testosteron och 11-ketotestosteron hos manliga pacu-hannar i fångenskap under två stadier av den reproduktiva cykeln, dvs, vila (R) och mognad (M).
Manliga pacu, Piaractus mesopotamicus (N = 30), uppfödda i fångenskap vid Center of Research and Training in Aquaculture (CEPTA), Pirassununga, SP, Brasilien (subtropisk zon, 22o 02′ S, 47o 30′ W), utnyttjades för bestämning av testikelsteroiderna testosteron och 11-ketotestosteron under vilo- och mognadsstadierna i reproduktionscykeln. Blodprover (5 ml/fisk) togs från caudala kärl med hepariniserade sprutor och alla fiskar vägdes och offrades. Det gonadosomatiska indexet (GSI) beräknades som (gonadvikt/kroppsvikt) x 100. Prover av gonader avlägsnades från varje fisk, fixerades i Bouins lösning och behandlades med rutinhistologiska metoder för bestämning av gonadala stadier. Blodproverna centrifugerades och plasma alikvotar förvarades vid -20oC. Den lagrade plasman transporterades på torris till West Vancouver Laboratory (Vancouver, British Columbia), där hormonkoncentrationerna bestämdes med radioimmunoassay (RIA).
T- och 11-KT-nivåer bestämdes direkt i oextraherad, värmebehandlad plasma (11). Fullständiga uppgifter om steroid RIA har beskrivits på annat håll (12). På 50 %-nivån visade T- och 11-KT-antikroppar mindre än 6 % korsreaktion med 11-hydroxytestosteron och mindre än 2 % med andrenosteron och alla andra testade steroider. Validiteten av analysen bekräftades genom att visa att kända mängder T och 11-KT som tillsattes till plasma före provberedning för RIA var korrekta. Precisionen fastställdes genom analys av variationskoefficienter inom och mellan testerna, vilka var mindre än 10 % för de två testerna. Känsligheten för testerna var 5 pg/ml. Data rapporteras som medelvärden ± SEM och analyserades genom variansanalys (ANOVA) och Student-Newman-Keuls multipla intervalltest, med signifikansnivån satt till P<0,01.
Profilerna av T och 11-KT som bestämts genom RIA och GSI hos hanpacu i R- och M-stadierna av gonadacykeln visas i tabell 1. Plasmavärdena av 11-KT var högre än T-värdena i R-stadiet, medan T-värdena i M-stadiet var högre än 11-KT-värdena. Inga signifikanta skillnader observerades dock mellan T- och 11-KT-nivåerna i samma stadium. T- och 11-KT-värdena var signifikant högre (P<0,01) under M-stadiet (T = 2400 ± 56 pg/ml; 11-KT = 2300 ± 60 pg/ml) när GSI också var högre (0,6 ± 0,1 %).
Spermatogenes och spermiation har ansetts stå under gonadotropinkontroll hos teleoster (4,13). Hos manliga teleostfiskar tycks de viktigaste androgenerna som syntetiseras av testiklarna vara testosteron och 11-ketotestosteron (4,6,8,14).
T och 11-KT finns i plasma hos manliga pacu i ungefär lika stora mängder i samma skeden av gonadcykeln. Liknande resultat erhölls för laxiden rosa lax (8), där T och 11-KT stiger och sjunker antingen samtidigt eller ibland där T föregår 11-KT med ungefär en månad.
I manliga pacu var plasma T- och 11-KT-nivåerna signifikant högre under mognadsstadiet än under testikelcykelns vilostadium, och ett positivt samband mellan de bestämda plasmosteroidnivåerna och GSI observerades. Dessa resultat stämmer överens med de resultat som erhållits för teleostfiskar. Hos Scorpius lineatus, till exempel, är GSI-värdena maximala under perioden av fullständig spermatogenes och 11-KT-koncentrationen är högre hos hanarna före lek (15). Enligt Fostier (4) är nivåerna av T och 11-KT karakteristiskt förhöjda under perioder av spermatogen och spermiogen aktivitet och sjunker under reproduktiva viloperioder hos laxfiskarter. Hos Pagrus auratus ökar plasma T-värdena hos fiskar som genomgår spermiation, och plasma 11-KT-nivåerna följer ett mönster som är nära besläktat med T-nivåerna (16). Hos Dicentrarchus labrax hanar som leker årligen är plasmanivåerna av T och 11-KT högre under spermiation eftersom mognadens slutskeden regleras av C21-steroider (6).
1. Wei-Xin Z (1988). Testosteron- och 11-oxotestosteronförändringar under en årscykel och inducerad lek hos trubbnosig braxen (Megalobrama anblycephala). Förhandlingar från det internationella symposiet i Guangzhou, Kina, 14-16: 66-72.
2. Vermeulen GJ, Lambert JGD, Van-der-Looy MJW & Goss HJT (1994). Gaskromatografisk-masspektrometrisk (GC-MS) analys av gonadala steroider i plasma hos hanen av afrikansk havskatt, Clarias gariepinus: effekt av kastrering eller behandling med analogt gonadotropinfrisättande hormon. General and Comparative Endocrinology, 96: 288-297.
3. Billard R, Fostier A, Weil C & Breton B (1982). Endokrin kontroll av spermatogenesen hos teleostfiskar. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 39: 65-79.
5. Liley NR, Breton B, Fostier A & Tan ESP (1986). Endokrina förändringar i samband med lekbeteende och sociala stimuli i en vild population av regnbåge (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). Plasmafluktuationer av testosteron och 17B-estradiol under hela lekperioden hos manliga och kvinnliga regnbåge, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), som hålls under olika fotoperiodregimer. Annales Zoologici Fennici, 31: 319-327.
8. Dye HM, Sumpter JP, Fagerlund UHM & Donaldson EM (1986). Förändringar i reproduktionsparametrar under lekvandring hos rosa lax, Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum). Journal of Fish Biology, 29: 167-176.
9. Scott AP & Sumpter JP (1989). Säsongsvariationer i testikulära könscellstadier och i plasmakoncentrationer av könssteroider hos hanar av regnbåge (Salmo gairdneri) som mognar vid 2 års ålder. 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). Plasmasteroid- och kortikosteroidnivåer hos pacuhonor Piaractus mesopotamicus, Teleostei-Characidae. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 29: 659-664.
11. Scott AP, Mackenzie DS & Stacey NE (1984). Endokrina förändringar under naturlig lek hos den vita suckern, Catostomus commersoni. General and Comparative Endocrinology, 56: 350-359.
12. Van der Kraak G, Dye HM & Donaldson EM (1984). Effekter av LH-RH-etylamin på plasma könssteroidprofilen hos vuxna kvinnliga coho laxar. General and Comparative Endocrinology, 55: 36-45.
13. Planas V & Swanson P (1995). Maturationsassocierade förändringar i laxens testis respons på den steroidogena verkan av gonadotropiner (GTH I och GTH II) in vitro. Biology of Reproduction, 52: 697-704.
14. Kobayashi M, Aida K & Hanyu I (1986). Årliga förändringar i plasmanivåer av gonadotropin och steroidhormoner hos guldfiskar. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, 52: 1153-1158.
15. Dedual M & Pankhurst NW (1992). Plasmakoncentrationer av steroidhormoner i förhållande till reproduktionscykeln hos svepfisken Scorpius lineatus (Kyphodidae) som fångats i vilt tillstånd. Australian Journal of Marine and Freshwater Research, 43: 753-763.
Acknowledgments
Vi vill tacka Dr. E.M. Donaldson, chef för West Vancouver Laboratory, för hormonmätningar, N. Sukumasavin för tekniskt stöd och G. Bernardino för att ha tillhandahållit fisken.