EXTRAHYPOTHALAMIKUS STRUKTÚRÁK HEREMŰKÖDÉSRE KIFEJTETT HATÁSA, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL AZ ASZIMMETRIÁRA
Dr. Banczerowski Péter
Témavezető: Dr. Gerendai Ida, egyetemi tanár
Semmelweis Egyetem Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Idegtudományok Doktori Iskola 2002
TARTALOMJEGYZÉK
1. ÖSSZEFOGLALÁS ......................................................................................................3 2. ANGOL NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS.....................................................................4 3. BEVEZETÉS .................................................................................................................5 3.1. A HYPOTHALAMO-HYPOPHYSEO-TESTICULÁRIS HORMONRENDSZER .................5 3.2. A HERE KÖZVETLEN IDEGI SZABÁLYOZÁSA HYPOTHALAMUS ÉS HYPOTHALAMUS ALATTI SZINTEN ...........................................................................................7
3.3. TEMPOROLIMBIKUS STRUKTÚRÁK BEFOLYÁSA A HEREMŰKÖDÉSRE ..................8 3.4. A HYPOTHALAMIKUS ÉS EXTRAHYPOTHALAMIKUS SZABÁLYOZÓ STRUKTÚRÁK ASZIMMETRIÁJA .........................................................................................11
4. CÉLKITŰZÉSEK .......................................................................................................16 5. MÓDSZEREK .............................................................................................................17 5.1. KÍSÉRLETI ÁLLATOK ...................................................................................17 5.2. MŰTÉTI BEAVATKOZÁSOK...........................................................................17 5.2.1. Az insuláris cortex féloldali termoléziója........................................................17 5.2.2. Amygdala feletti paramedián sagittális metszés .............................................19 5.2.3. Káinsav amygdalába történő injektálása ........................................................19 5.2.4. Corpus callosum-átmetszés (callosotomia).....................................................23 5.2.5. Féloldali orchidectomia ..................................................................................24 5.3. VÉR- ÉS SZÖVETMINTÁK GYŰJTÉSE .............................................................24 5.4. HORMONMEGHATÁROZÁSOK ......................................................................26 5.4.1. Tesztoszteron-meghatározás ...........................................................................26 5.4.2. LH-, FSH-meghatározás..................................................................................27 5.5. SZÖVETTANI FELDOLGOZÁS .......................................................................27 5.6. STATISZTIKAI ELEMZÉS ..............................................................................27 6. EREDMÉNYEK ..........................................................................................................28 6.1. AZ INSULÁRIS CORTEX-RONCSOLÁS HATÁSA A HYPOPHYSEO-TESTICULÁRIS RENDSZERRE ............................................................................................28
6.1.1. Testsúly és here súly ........................................................................................28 6.1.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció ...........................................................28 6.1.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció .................................................................29 6.1.4. Szérum LH-koncentráció .................................................................................29 6.1.5. Szérum FSH-koncentráció...............................................................................30
1
6.1.6. A beavatkozás szövettani lokalizációja ...........................................................30 6.2. AZ AMYGDALA FELETTI PARAMEDIÁN SAGITTÁLIS METSZÉS HATÁSA A HYPOPHYSEO-TESTICULÁRIS RENDSZERRE ..................................................31
6.2.1. Testsúly és here súly ........................................................................................31 6.2.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció ...........................................................32 6.2.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció .................................................................32 6.2.4. Szérum LH-koncentráció .................................................................................32 6.2.5. Szérum FSH-koncentráció...............................................................................34 6.2.6. A bavatkozás szövettani lokalizációja .............................................................34 6.3. A KÁINSAV INTRA-AMYGDALOID ADÁSÁNAK HATÁSA A HYPOPHYSEO-TESTICULÁRIS RENDSZERRE ............................................................................................34
6.3.1. Testsúly és here súly ........................................................................................35 6.3.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció ...........................................................37 6.3.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció .................................................................37 6.3.4. Szérum LH-koncentráció .................................................................................38 6.3.5. Szérum FSH-koncentráció...............................................................................39 6.3.6. A beavatkozás szövettani lokalizációja ...........................................................39 6.4. A CALLOSOTOMIA HATÁSA A HYPOPHYSEO-TESTICULÁRIS RENDSZERRE .........39 6.4.1. Testsúly és here súly ........................................................................................40 6.4.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció ...........................................................42 6.4.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció .................................................................42 6.4.4. Szérum FSH-koncentráció...............................................................................43 6.4.5. A beavatkozás szövettani lokalizációja ...........................................................44 7. MEGBESZÉLÉS .........................................................................................................46 8. KÖVETKEZTETÉSEK .............................................................................................58 9. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS.....................................................................................59 10. IRODALOMJEGYZÉK ...........................................................................................60 11. AZ ÉRTEKEZÉS TÉMÁJÁBAN MEGJELENT SAJÁT KÖZLEMÉNYEK ...71
2
1. ÖSSZEFOGLALÁS Vizsgálataink célja az extrahypothalamikus struktúrák hereműködésre kifejtett hatásának tanulmányozása volt, különös tekintettel a jobb és bal oldali beavatkozások hatására. Az insuláris cortex, valamint az amygdala roncsolását, továbbá az insuláris cortex idegi kapcsolatainak részleges átmetszését végeztük a jobb és bal oldalon, valamint a két agyféltekét összekötő commissurális rostrendszert, a corpus callosumot metszettük át felnőtt hím patkányban és vizsgáltuk a beavatkozások hatását a here szteroidogenezisére, a szérum tesztoszteron-koncentrációra, valamint a szérum gonadotrop hormonszintekre. A jobb oldali insuláris kéreg roncsolása után csökkent a szérum tesztoszteron-koncentráció és mindkét here szteroidogenezise (a bal here esetén szignifikánsan). Bal oldalon végzett hasonló sértés nem befolyásolta ezen paramétereket. A szérum LH-koncentrációban szignifikáns emelkedés mutatkozott mind jobb, mind bal oldali lézió után. Ezen hatás kifejezettebb volt jobb oldali léziót követően. Az amygdala felett húzódó idegrostok megszakítása jobb vagy bal oldali paramedián sagittális metszés által, ellentétes hatással volt a herék szteroidogenezisére: jobb oldali metszés növelte, bal oldali beavatkozás csökkentette a tesztoszteron-szekréciót. A szérum tesztoszteron-szintet csak bal oldali metszés befolyásolta (csökkentette). A szérum LHkoncentrációban nem mutatkozott változás. Mind a jobb, mind a bal amygdala léziója után a herék in vitro tesztoszteronszekréciója és a szérum tesztoszteron-szint szignifikánsan csökkent. Szérum LH-koncentráció csökkenés csak a bal oldali sértés esetén volt megfigyelhető. A corpus callosum átmetszése bal oldalon orchidectomizált állatban a megmaradt (jobb) here szteroidogenezisének szignifikáns emelkedését okozta. Bal oldali here-irtott állatokban mind callosotomia, mind álműtét, a szérum FSH-koncentráció emelkedését eredményezte. Kísérleti eredményeink arra utalnak, hogy a vizsgált extrahypothalamikus struktúrák és beavatkozások befolyásolják a here endokrin működését és ez a hatás részben a hypothalamo-hypophyseo-testiculáris rendszeren keresztül, másrészt közvetlen idegi úton jön létre. A szabályozó rendszer egyes komponensei funkcionális aszimmetriát mutatnak.
3
2. ANGOL NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS The aim of our studies was to investigate the involvement of extrahypothalamic structures in the control of testicular functions, with special emphasis on the effect of right- and left-sided structures. We performed lesion of the insular cortex, and the amygdala, interrupted part of nerve fibers to and from the insular cortex, and cut the major commissural pathway of the brain the corpus callosum in adult male rats and studied the effect of the interventions on testicular steroidogenesis, serum testosterone and gonadotrop hormone concentrations. Following lesion of the insular cortex on the right side serum testosterone level and steroidogenesis of the testes decreased (in the case of the left testis the difference was significant). Similar lesion on the left side did not change the parameters studied. Both right- and left-sided lesion induced a significant increase in serum LH concentration. The effect was more pronounced after right-sided lesion. Interruption of nerve fibers above the amygdala by a paramedian saggittal knife cut on the right or on the left side resulted in opposite effect on testicular steroidogenesis: right-sided intervention increased while left-sided one reduced testosterone secretion. Only left-sided cut influenced (decreased) serum testosterone level. Both right- and left-sided lesion of the amygdala induced a significant decrease in basal testosterone secretion in vitro of both testes and in serum testosterone level. However, serum LH concentration decreased only after left-sided surgery. Interruption of the corpus callosum in animals with left-sided orchidectomy induced a significant rise in steroidogenesis of the remaining (right) testis. Both sham surgery and callosotomy combined with left orchidectomy resulted in a significant increase in serum FSH level. Results of our studies suggest that extrahypothalamic structures and interventions influence endocrine functions of the testis through the hypothalamohypophyseal-testicular axis and by a direct neural route. Certain components of the regulatory system exhibit functional asymmetry.
4
3. BEVEZETÉS A herefunkciók legfontosabb szabályozója a hypothalamo-hypophyseális gonadotropin-releasing hormon (GnRH) - luteinizáló hormon (LH)/folliculus stimuláló hormon (FSH) rendszer. A neuroendokrin szabályozás mellett finomszabályozó mechanizmusok is szerepet játszanak. Ezek közé tartozik a here közvetlen, idegi úton történő szabályozása. A szabályozásban résztvevő idegi struktúrák egy része funkcionális aszimmetriát mutat. 3.1. A hypothalamo-hypophyseo-testiculáris hormonrendszer Hímben a gonadotrop hormonok szekréciójának szabályozása elsősorban a hypothalamikus GnRH és a here által termelt hormonok negatív feed-back hatása által történik. A GnRH neuronok többsége patkányban a preoptikus areában és az elülső hypothalamusban, valamint a Broca-féle diagonális kötegben és a mediális septumban helyezkedik el (Wray és Hoffmann, 1986; Merchenthaler és mtsai., 1989). Az ontogenezis során a GnRH neuronok az olfactorius placod-hámból vándorolnak a prosencephalonba (Schwanzel-Fukuda és mtsai., 1992). A GnRH sejtek többsége az eminentia medianában végződik, ahol az axon-terminálisokból a releasing hormon a hypophyseális portális érrendszerbe szekretálódik. Az adenohypophysis pars distalisában a portális vénák másodlagosan elágazódnak és szinuszoidokat képeznek. A releasing hormonok az érpályát elhagyva a hypophysis szekretoros sejteket stimulálják. A hypophysis szekretoros sejtek az általuk termelt trop hormonokat a sinusoidokba bocsátják, majd azok a véráram útján érik el a célszerveket. A hypothalamikus GnRH sejtek axonjainak egy része a
kamrai
subependymális
plexussal
is
kapcsolatban
áll,
így
a
liquor
cerebrospinalisba is történik szekréció. A neuroszekretoros sejtek axonjainak egy másik része egyéb agyi struktúrák irányába, elsősorban a limbikus rendszer felé projiciál.
5
Ezidáig egyetlen GnRH molekula - szerkezetileg decapeptid - került felismerésre, mely felelős mind az LH-, mind az FSH-szekréció stimulálásáért. A GnRH a gonadotrop sejteken elhelyezkedő GnRH receptorokon keresztül fejti ki hatását. A GnRH receptor a hét transzmembrán domaint tartalmazó G-proteinhez kapcsolt receptorok családjához tartozik (Clayton és Catt, 1981). Az LH és FSH hormonok pulzatil minta szerint szekretálódnak. Mindkét gonadotrop hormon pulzatil elválasztása a GnRH pulzatil szekréciójához kapcsolt. Hímekben az LH stimulálja a Leydig sejtek szteroidogenezisét, míg az FSH, a Sertoli sejteken hatva, a spermatogenezisért felelős. Az LH receptor a here Leydig sejtjein, az FSH receptor a here Sertoli sejtjein található. A gonadotrop hormonreceptorok a hét hidrofób alfa hélix transzmembrán domaint tartalmazó, G-proteinhez kapcsolt receptorok családjához tartoznak, interakcióban a guanin nucleotid-kötő fehérjével (Dufau és Catt, 1978). A here által termelt elsődleges androgén a tesztoszteron, de emellett a szerv számos más androgént is termel, mint pl. a dihidrotesztoszteront és az androszténdiont. A nemi érés alatt a tesztoszteron fontos szerepet tölt be a spermatogenezisben, a maszkulinizációban, a másodlagos szexuális jellegek kialakulásában, felnőttkorban pedig a szexuális, az agresszív és egyéb viselkedési minták létrejöttében. A Sertoli sejtek inhibint termelnek, melynek fontos szerepe van az FSH-szekréció gátlásában. A megnövekedett szérum tesztoszteron-szint negatív feed-back mechanizmus révén hat az LH-szekrécióra. A magas szérum tesztoszteron csökkenti az LH pulzus frekvenciáját és elnyomja a pulzus-amplitúdót. A szteroid mind hypothalamikus szinten (a GnRH pulzus elnyomása által), mind az LH sejteken (a GnRH érzékenység csökkentése révén) hat. Az FSH a Sertoli sejtek plazma-membránjához kötődik, serkenti az inhibin szintézisét és felszabadulását. Az FSH feed-back kontrollja elsősorban a Sertoli sejtek által termelt inhibin révén valósul meg. Az inhibin a gonadotrop sejteken hatva gátolja az FSH-felszabadulást, függetlenül a GnRH jelenlététől. A tesztoszteron csökkenti a GnRH pulzusokat, így gátolja az FSH-felszabadulást. Az FSH nem befolyásolja a tesztoszteron-szekréciót, de a negatív szteroid feedback révén hat a gonadotrop sejtekre.
6
3.2. A here közvetlen idegi szabályozása hypothalamus és
hypothalamus alatti szinten Az első kísérleti adatok, amelyek az endokrin szervek közvetlen, hypophysistől független idegi szabályozására utaltak, a féloldali adrenalectomiát követő féloldali hypothalamikus változások voltak. Halász és Szentágothai (1959) kimutatták, hogy féloldali mellékvese-irtást követően az adrenalectomiával ellentétes oldalon a hypothalamus nucleus ventromedialis idegsejtjeiben a sejtmagok átmérője megnövekedett, míg az azonosoldali magcsoportban a sejtmagok
átmérője
csökkent.
Féloldali
adrenalectomiát követően a hypothalamus nucleus ventromedialisának idegsejtjeiben a 3H-leucin-beépülés
szignifikánsan magasabb volt, mint a mellékveseirtással azonosoldali sejtcsoport neuronjaiban (Gerendai és mtsai., 1974). A herék közvetlen idegi szabályozására vonatkozóan több kísérleti megfigyelés ismert. Hímekben féloldali orchidectomiát követően féloldali változások voltak megfigyelhetőek a hypothalamus metabolikus aktivitásában (Gerendai és mtsai., 1975) és GnRH tartalmában (Mizunuma és mtsa.i 1983; Bakalkin és mtsai., 1984). Hemikasztrált hím patkányban a hypothalamus féloldali deafferentációja megakadályozta a féloldali here eltávolítást követő szérum FSH-koncentráció emelkedést abban az esetben, ha mind az agyi beavatkozás, mind a hemiorchidectomia a jobb oldalon történt (Nance és Moger, 1982). Hím
patkányban
az
interleukin-1β
intracerebroventrikuláris
adása
a
katekolaminerg pályarendszeren keresztül részlegesen gátolta a hCG indukált tesztoszteron-szekréciót (Turnbull és Rivier, 1997; Ogilvie és Rivier, 1998). Hasonló jellegű megfigyeléseket tettek nőstény patkányok esetében is. Féloldali ovariectomiát követően, a hemikasztrált hím egyedekben megfigyeltekhez hasonló, féloldali változásokat észleltek a hypothalamus GnRH-tartalmában és fehérjeszintézisében (Gerendai és Halász, 1976; Gerendai és mtsai., 1978). Patkányban
a
hypothalamus
féloldali
7
deafferentációja
meggátolta
a
kompenzatorikus ovarium hypertrophiát, ha a deafferentáció és a petefészekeltávolítás azonos oldalon történt, ellenoldali beavatkozások esetén azonban a műtét nem befolyásolta a kompenzatorikus súlynövekedést (Gerendai, 1980). Féloldali petefészek-irtott felnőtt patkányban az elülső hypothalamus roncsolása a jobb oldalon, függetlenül attól, hogy a hemiovariectomia melyik oldalon történt, meggátolta a megmaradt petefészek kompenzatorikus súlynövekedését (Fukuda és mtsai., 1984) és a hemiovariectomia után rövid időn belül (6 óra) jelentkező és lezajló
FSH-szint
emelkedést
(Nance
és
mtsai.,
1983).
A
jobb
oldali
retrochiasmatikus területen végzett farmakológiai roncsolás (lokálisan adott káinsav) szintén megakadályozta a hemiovariectomiát követő kompenzatorikus petefészek hypertrophia kialakulását (Nance és mtsai., 1984). A jobb oldali preoptikus area roncsolása ösztruszban, szignifikánsan csökkentette az ovuláló petesejtek számát (Moran és mtsai., 1994). A ciklus ugyanezen szakaszában, a jobb oldali elülső hypothalamusba történt atropin-implantáció pedig teljes mértékben megakadályozta az ovulációt (Cruz és mtsai., 1989). Beszámoltak arról, hogy hypophysectomizált és hemiovariectomizált állatokban a megmaradt petefészek atrophiája kevésbé súlyos, mint a csak hypophysectomizált állatok esetén (Gerendai, 1979). Leírták, hogy a ventromediális mag és a preoptikus terület mediobazális részének féloldali elektromos ingerlése hypophysectomizált állatokban féloldali változásokat okoz az ovariumok hormontermelésében (Kawakami és mtsai., 1981). Megfigyelték azt is, hogy hypophysectomizált patkányokban a preoptikus-elülső hypothalamikus area roncsolása változást okozott a bal ovarium vazoaktív intesztinális peptid (VIP) tartalmában, míg a jobb ovarium esetében ezt nem észlelték (Advis és mtsai., 1989). Ezen adatok alátámasztják a tisztán idegi szabályozó mechanizmus létezését. Az észleletek egy része a hypothalamus funkcionális aszimmetriáját mutatta.
3.3. Temporolimbikus struktúrák befolyása a hereműködésre Temporolimbikus struktúrák, gonádműködés szabályozásában játszott szerepére vonatkozóan több kísérleti adat és klinikai megfigyelés ismert.
8
A reproduktív endokrin rendszer szabályozásában a limbikus rendszer szerepet játszik, s e rendszeren belül kiemelkedően fontos az amygdala szerepe. Hím állatokban kétoldali amygdala-irtás a gonádok súlyos atrophiájához vezetett (Yamada és Greer, 1960). Az amygdala kortikális magjának kétoldali léziója meggátolta a kompenzatorikus ovarium hypertrophia kialakulását (Smith és Lawton, 1972; Carillo és Peppler, 1980). Több emlős-fajban a kortiko-mediális terület ingerlése ovulációt és méh-összehúzódást hozott létre (Koikegami és mtsai., 1954; Velasco és Taleisnik, 1960). A bazolaterális amygdala bilaterális lézióját követően az állatok nem ovuláltak és polycystás ovarium alakult ki (Zolovick, 1972). A stria terminalis átmetszése megakadályozta az ovulációt, míg a ventrális amygdalofugalis pálya átmetszésének nem volt ilyen hatása (Zolovick, 1972; Kaada, 1972). A reproduktív endokrin rendszer különböző zavarai gyakoribbak a temporális lebeny
epilepsziás
epilepsziában
betegekben,
szenvedő
mint
férfiakban
az
átlagpopulációban.
hyperprolactinaemia,
Temporális
hypogonadotrop
hypogonadismus vagy hypergonadotrop hypogonadismus jelentkezhet (Herzog és mtsai., 1986 a), míg nőkben a polycystás ovarium-szindróma vagy hypogonadotrop hypogonadismus gyakoribb előfordulását írták le (Herzog és mtsai., 1986 b). A temporális lebeny epilepszia temporális limbikus struktúrákból indul ki, illetve érinti azokat (Falconer és mtsai., 1964). Felületi és mély elektródákkal végzett elektroencephalográfiás (EEG) vizsgálatokkal a paroxizmális kisüléseket a temporális lebeny területére lokalizálták (Jasper és Kershmann, 1941), majd a későbbiekben ezt a megfigyelést pozitron emissziós tomográfiás vizsgálatok is megerősítették
(Engel
és
mtsai.,
1982).
A
rohamok
alatt
jelentkező
szimptómákért az amygdala érintettsége volt felelőssé tehető (Gloor és mtsai., 1981). Az amygdala közvetlen elektromos ingerlése a temporális lebenyi epilepsziás rohamokban megfigyeltekhez hasonló tüneteket hozott létre (Ben-Ari, 1985). Az amygdala kiterjedt kapcsolatrendszere a kortikális motoros területekkel, a hypothalamusszal és az agytörzsi autonóm központokkal szolgáltatja a
9
rohamok alatt megfigyelhető jellegzetes tünetegyüttes neuroanatómiai alapját (Hopkins és Holstege, 1978; Price, 1981). Mivel az amygdala közvetlen kapcsolatban áll a hypothalamus GnRH-szekréciót szabályozó
területeivel
(Renaud,
1976),
a
temporális
lebenyi
rohamok
felboríthatják a hypothalamo-hypophyseális GnRH-LH/FSH rendszer limbikus rendszer általi modulációját. Ezt az elképzelést támasztják alá azon klinikai adatok, melyek szerint a temporális lebenyi epilepsziás férfiakban a GnRH pulzatil szekréciója megváltozik (Herzog és mtsai., 1990). Amellett, hogy a temporális lebenyi epilepszia működészavarokat okoz a reproduktív rendszerben, olyan irodalmi adatok is rendelkezésre állnak, melyek szerint endokrin diszfunkciók is szerepet játszanak a temporális lebenyi epilepszia kifejlődésében. A temporális lebenyi limbikus struktúrák szteroid kötőhelyekkel bírnak (Pfaff és Keiner, 1973; Stumpf, 1973). Változások a szteroid hormon koncentrációban elektrofiziológiai változásokat idézhetnek elő ezen terület neuronjaiban (Sawyer, 1973). Megfigyelések szerint, férfiakban a hormonális változások,
temporális
lebeny
epilepszia
kialakulásához
vezethetnek.
A
temporális limbikus struktúrákon tesztoszteron kötőhelyek vannak (Stumpf, 1973). Állatkísérleti adatok azt mutatták, hogy a tesztoszteron emelte az elektrosokk által kiváltott epilepsziás rohamok ingerküszöbét, míg a herék eltávolítása az ingerküszöböt csökkentette (Longo és Saldana, 1969). A temporális lebenyi epilepsziában gyakrabban jelentkező reproduktív endokrin zavarok általában csökkent tesztoszteron-szinttel járnak, így elképzelhető, hogy az epilepsziás rohamokkal szoros ok-okozati összefüggésben állnak (Herzog és mtsa-i, 1986 a). Klinikai megfigyelések és állatkísérletek tanúsága szerint, nőkben az ösztrogén epileptiform interiktális elektromos tevékenységet vált ki, és rohamokat is provokálhat (Logothetis és mtsai., 1958; Longo és Saldana, 1969). Antiösztrogén kezeléssel patkányokban a káinsav-indukálta rohamok számát (Nicoletti és mtsai., 1985), temporális lebenyi epilepsziás nő betegekben a rohamok gyakoriságát (Herzog, 1988) csökkenteni lehetett. Temporális lebenyi epilepsziás nők kezelésében a progeszteron hatásos voltáról is beszámoltak (Herzog, 1986). Polycystás ovarium-szindrómában vagy hypogonadotrop hypogonadismusban, az
10
anovulációs ciklusok következtében, a limbikus struktúrák konstans ösztrogénszintnek vannak kitéve, a luteális fázis progeszteron-szint emelkedése nélkül. Polycystás ovarium-szindrómában és hypogonadotrop hypogonadismusban az anovulációs ciklussal járó hormonális változások tehát hatással lehetnek a temporális lebeny epilepsziára. Edwards és munkatársai (1999; 2000) az amygdala kindling modellt alkalmazták, mellyel az emberben megfigyelhető fokális limbikus rohamokhoz hasonló tünetegyüttest
tudtak
provokálni
patkányban
és
összehasonlították
a
kindling,valamint az elektrosokk hatását a reproduktív paraméterekre. A jobb oldali amygdala kindling rohamok után megnőtt a here, a mellékhere és a hypophysis súlya, valamint szignifikánsan emelkedett a szérum tesztoszteron, az ösztradiol és a prolactin koncentráció. Ezzel szemben, az elektrosokk a here, a mellékhere és a prosztata súlyát, valamint a szérum tesztoszteron-szintet csökkentette. A humán temporális epilepszia modellezésére ismertek kémiailag indukált kísérletes epilepszia-modellek, melyek a humánhoz hasonló limbikus rohamokat és idegsejt-károsodást hoznak létre (Ben-Ari és mtsai., 1980; Ben-Ari és mtsai., 1985; Fisher, 1989; Nadler, 1981; Sperk, 1994). Állatkísérletekben az intra-amygdaloid káinsav-indukálta rohamokat használják legelterjedtebben a temporális lebeny epilepszia modellezésére. Ezen rohamok mind rövid- (Ben-Ari és mtsai., 1979 a; Ben-Ari és mtsai., 1979 b), mind hosszútávú (Tanaka és mtsai., 1988) hatásukban megfelelnek a limbikus rohamoknál megfigyelteknek.
3.4. A
hypothalamikus és extrahypothalamikus szabályozó struktúrák aszimmetriája
A neuroendokrin rendszer aszimmetriájára vonatkozó első megfigyelések szerint intakt hím patkányban a jobb hypothalamus-félben több GnRH van, mint a balban. (Bakalkin és mtsai., 1984). Nőstény patkányban is szignifikánsan magasabb a GnRH-tartalom a jobb hypothalamus-félben, mint a bal oldalon. A neurohormon aszimmetriája minden egyedben kifejezettnek mutatkozott és nem volt példa a GnRH-tartalom ellentétes irányú megoszlására. Féloldali petefészek-
11
eltávolítás
az
ipszilaterális
hypothalamus-félben
okozott
GnRH-tartalom
növekedést. Jobb oldali ovariectomia tovább növelte a jobb oldali, eleve magasabb GnRH-szintet, a bal oldali petefészek-eltávolítás pedig a bal oldali, eredetileg alacsonyabb neurohormon-szintet mutató hypothalamus-félben okozott GnRH-tartalom emelkedést, így a két oldal közötti különbség eltűnt (Gerendai és mtsai., 1978). Egérben a jobb oldali hypothalamus-félben több GnRHimmunreaktív neuron van, mint a bal oldalon (Inase és Machida, 1992). Megemlítjük,
hogy
dominanciával
a
kísérleti
szemben,
a
állatokban
hypothalamus
megfigyelt bizonyos
jobb
oldali GnRH-
magvaiban
(nucleus
ventromedialis, nucleus dorsomedialis, nucleus paraventricularis) a thyrotropinreleasing hormon (TRH)-tartalom a bal oldalon mutatott magasabb koncentrációt (Borson-Chazot és mtsai., 1986). A biokémiai aszimmetrián túl, számos adat utal az endokrin hypothalamus funkcionális aszimmetriájára is. Említettük, hogy jobb oldalon hemikasztrált hím patkányban a jobb oldali hypothalamus-fél deafferentációja megakadályozta a féloldali here-eltávolítást követő szérum FSH-koncentráció emelkedést (Nance és Moger, 1982). Az elülső hypothalamus (Fukuda és mtsai., 1984; Nance és mtsai., 1983), a retrochiasmatikus terület (Nance és mtsai., 1984) és a preoptikus area (Moran és mtsai., 1994) jobb oldali roncsolása befolyásolta a nőstény patkány reproduktív endokrin funkcióit. Ösztruszban a jobboldali elülső hypothalamusba történt atropin implantáció megakadályozta az ovulációt (Cruz és mtsai., 1989). Említésre került, hogy a ventromediális mag és a preoptikus terület mediobazális részének féloldali elektromos ingerlése hypophysectomizált állatokban féloldali változásokat okozott az ovariumok hormontermelésében (Kawakami és mtsai., 1981). Továbbá megfigyelték azt is, hogy a hypophysectomizált patkányokban a preoptikus-elülső hypothalamikus areák roncsolása változást okozott a bal ovarium VIP-tartalmában, míg a jobb esetében nem volt észlelhető eltérés (Advis és mtsai., 1989). A hypothalamus funkcionális aszimmetriát mutat a szexuális magatartás szabályozásában is. Nőstény patkányban korai életkorban történt ösztradiol implantáció a jobb hypothalamus-félbe maszkulinizációt (nőstény patkányok preferálása)
eredményezett,
míg
hasonló
12
beavatkozás
a
bal
oldalon
defeminizációt (ciklikus gonád-funkciók megszűnése) okozott (Nordeen és Yahr, 1982).
A
jobb
hypothalamus-félnek
a
nőstény
szexuális
magatartás
szabályozásban játszott domináns szerepét mutatták azon adatok, melyek szerint a jobb hypothalamus-félbe adott ösztradiol fokozta a szexuális aktivitást (Roy és Lynn, 1987). Kísérletes és klinikai adatok szerint a gonádműködés szabályozásban résztvevő temporolimbikus és agytörzsi területek egy része is funkcionális aszimmetriát mutat. A jobb és a bal temporális lebeny között morfológiai (Galaburda és mtsai., 1978), biokémiai (Amaducci és mtsai., 1981), funkcionális (Walsh, 1978) és etiopatológiai jelentőséggel bíró (Flor-Henry, 1976; Sherwin, 1981) aszimmetria mutatkozott. Hemikasztrált hím patkányokban a bal oldali, míg ivaréretlen patkányban a jobb oldali temporális lebenyi deafferentációnak (az izolált területen belül
helyezkedett
el
az
amygdala
kortiko-mediális
magcsoportja)
volt
tesztoszteron-szekréciót csökkentő hatása. További aszimmetriára utalt, hogy a deafferentáció csak abban az esetben befolyásolta a szteroidogenezist, ha a hemiorchidectomia
a
bal
oldalon
történt
(Gerendai
és
mtsai.,
1995).
Diösztruszban végzett jobb oldali amygdala-léziót követően az ovuláló patkányok száma jelentősen csökkent. Az ovuláló állatokban pedig a kilökődött petesejtek száma igen alacsony volt. (Sanchez és Dominguez, 1995). A temporális lebeny mediobazális
területén
végzett
jobb
oldali deafferentáció,
függetlenül a
petefészek eltávolítás oldaliságától, meggátolta a megmaradt petefészek kompenzatorikus súlynövekedését (Gerendai és mtsai., 1993). Temporális epilepsziában szenvedő férfiakban, akikben az EEG elváltozások a jobb oldali lebenyben jelentkeztek, gyakran figyeltek meg alacsony szérum tesztoszteronszintet és reprodukciós diszfunkciót (Herzog és mtsai., 1986 a). Az LH pulzusok frekvenciájának változása az EEG-vel észlelhető kóros aktivitás oldaliságának függvénye volt: jobb oldali elváltozás esetén fokozódott, míg bal oldali paroxymális kisülések esetén csökkent az LH pulzusok frekvenciája (Herzog és mtsai., 1990). Temporális lebeny epilepsziás nőkben, a korai follikuláris fázisban, a normális értéktől eltérő (alacsonyabb vagy magasabb) LH-szinteket mértek (Drislane és mtsai., 1994). Polycystás ovarium-szindróma esetén a bal oldali, hypogonadotrop hypogonadismus esetén pedig a jobb oldali temporális lebenyi
13
fókuszt találták gyakoribbnak (Herzog, 1993). A temporális lebeny epilepsziás betegek személyiségjegyei, például szexuális érdeklődésük függött a fókusz oldaliságától (Bear és Fedio, 1977). A reproduktív funkciókat szabályozó temporolimbikus struktúrákban meglévő aszimmetria felveti annak lehetőségét, hogy a reproduktív endokrin zavar típusát a temporális lebeny epilepszia oldalisága határozza meg: bal temporális lebenyi rohamok (a GnRH pulzusok frekvenciáját növelve), polycystás ovarium-szindrómát hoznak létre, míg jobb oldali fókusz (a GnRH pulzusok frekvenciáját csökkentve) hypogonadotrop hypogonadismushoz vezet (Herzog, 1993). A limbikus struktúrák károsodásakor jelentkező szexuális diszfunkciók az esetek 75%-ában jobb oldali érintettséggel voltak kapcsolatosak (Weinstein, 1981). Jobb oldali stroke esetében a szexuális diszfunkciók jóval gyakoribbak voltak, mint bal oldali ictus után (Coslett és Heilmann, 1986). Az agytörzsi struktúrák aszimmetriájára utal azon megfigyelés, mely szerint hemiovariectomizált nőstény patkányban a noradrenerg neuronokat tartalmazó locus coeruleus jobb oldali léziója meggátolta a megmaradt petefészek kompenzatorikus hypertrophiájának kifejlődését, függetlenül attól, hogy melyik petefészek került eltávolításra. Hasonló agyi beavatkozás a bal oldalon hatástalan volt (Gerendai, 1984). Jelen értekezésben ismertetésre kerülő vizsgálatainkkal információt kívántunk szerezni arról, hogy két extrahypothalamikus struktúra, nevezetesen az insuláris cortex és az amygdala egyik oldali sértése befolyásolja-e a herék működését és a hatást illetően különbség mutatkozik-e a jobb és a bal oldali agyterület sértése között. Választásunk azért esett az insuláris cortexre, mert a vírusjelöléssel történő pályakövetéses eljárás során a here felől vírussal fertőzött idegsejteket lehetett kimutatni, többek között az azonosoldali insuláris kéregben (Gerendai és mtsai, 2000). Az amygdalát több okból választottuk. Elsősorban azért, mert amint arról már megemlékeztünk - több kísérletes megfigyelés is utalt arra, hogy ezen agyterület sértése hatással van a gonádok működésére. Azt azonban előttünk szisztematikusan senki nem vizsgálta, hogy különbség van-e a herék szteroidogenezisében a jobb és a bal oldali amygdala-sértést követően. Az
14
amygdala vizsgálata mellett szólt az is, hogy közvetlen kapcsolata van a GnRH neuronokkal és a here felől történt vírusjelölés után ezen az agyterületen is jelentkeztek vírussal fertőzött sejtek. Az insuláris cortex-sértés hatásának ismeretében megvizsgáltuk, hogy egy olyan agyi beavatkozás, mely többek között megszakította e kéregterület kapcsolatainak nagyrészét, miként hat a here működésére. Végül érdekelt minket az is, hogy a két agyféltekét összekötő corpus callosum átmetszése befolyásolja-e a herék működését, s ha igen, jelentkezik-e különbség a jobb és a bal oldali szerv viselkedésében.
15
4. CÉLKITŰZÉSEK 1. Tanulmányozni a jobb és bal oldali insuláris cortex roncsolásának hatását a két here szteroidogenezisére, a szérum tesztoszteron-koncentrációra és a szérum gonadotrop hormonokra. 2. Megvizsgálni a jobb és bal oldali insuláris cortex idegi kapcsolatai részleges átmetszésének hatását a két here működésére és a szérum gonadotrop hormonokra. 3. Megvizsgálni a jobb és bal oldali amygdala-sértés hatását a hím patkányok heréinek működésére és a szérum gonadotrop hormonokra. 4. Tanulmányozni a legnagyobb commissurális rostrendszer, a corpus callosum átmetszésének
hatását
a
testiculáris
szteroidogenezisre,
tesztoszteron-koncentrációra és a szérum gonadotrop hormonokra.
16
a
szérum
5. MÓDSZEREK 5.1. Kísérleti állatok Kísérleteinket felnőtt hím Sprague-Dawley patkányokon végeztük. Az állatokat ellenőrzött megvilágítási (a megvilágítás ideje 06:00h - 18:00h) és hőmérsékleti (22±1 °C) viszonyok között tartottuk. Az állatok szabadon fogyaszthattak vizet és szabvány patkányeledelt.
5.2. Műtéti beavatkozások
5.2.1. Az insuláris cortex féloldali termoléziója Hexobarbitál altatásban (50 mg/kg testsúly, intraperitoneálisan) a patkányok fejét agycélzó készülékbe (Stoelting) fogtuk (az interaurikuláris vonalhoz képest 3,3 mm “nose down” helyzetben) (Paxinos és Watson, 1997). Egyenesvonalú parieto-temporális
bőrmetszést
követően
a
koponyacsontról
a
musculus
temporálist részlegesen leválasztottuk. Az os temporale-t 3x4 mm-es területen nyitottuk meg és eltávolítottuk az arcus zygomaticus egy részét is. A dura mater megnyitását követően az insuláris cortexet előzőleg felforrósított, majd a felszínhez érintett, téglalap formájú (a talp mérete 2x3 mm volt, hosszanti tengelye a vertikális síkban helyezkedett el) rozsdamentes acél eszköz segítségével hőhatásnak tettük ki. A koponya-megnyitás és a termolézió középpontja a bregmától caudálisan 1,3 mm-re, a középvonaltól laterálisan 7,00 mm-re, a bregmától vertikálisan szintén 7,00 mm-re helyezkedett el. A hőhatásnak kitett kortikális felszínt hideg fiziológiás sóoldattal hűtöttük. A musculus temporalist és a bőrt rétegesen zártuk. A lézió elhelyezkedését sematikusan, valamint a frontális síkban készített szövettani metszeten az 1. ábra szemlélteti. Az álműtét során az állatokat elaltattuk, a fejet agycélzó készülékben rögzítettük. A bőrmetszést és a musculus temporális leválasztását követően a koponyát a műtét során végzettnek
17
B
A
cc
cc
S1BF
S1BF
ec
ec CPu
S2
S2
CPu
GI DI
GI DI
AIP
AIP
och
och
Bregma -0.30 mm
Bregma -1.30 mm
C
D
cc S1BF
ec S2 CPu GI DI AIP
ot
Bregma -2.30 mm 1. ábra Az inzuláris kéreg sértés sematikus ábrázolása különböző frontális síkokban (A-C). A sávozott területek a lézió helyzetét és kiterjedését mutatják. A lézió (LCA) szövettani képe frontális síkban készült metszeten (D). Ábramagyarázat: AIP: agranuláris insuláris cortex; AMY: amygdala; cc: corpus callosum; CPu: putamen nucleus caudatus; DI: dysgranuláris insuláris cortex; ec: capsula externa; GI: granuláris insuláris cortex; LV: ventriculus lateralis; och: chiasma opticum; ot: tractus opticus; S1BF: elsődleges somatosensoros cortex, barrel mező; S2: másodlagos somatosensoros cortex. Skála: 500 mm.
18
megfelelően megnyitottuk, majd a musculus temporálist és a bőrt rétegesen zártuk.
5.2.2. Amygdala feletti paramedián sagittális metszés (a commissura anteriortól a harmadik kamra középsíkjáig terjedő, az amygdala felett végzett paramedián sagittális metszés) Hexobarbitál altatásban a patkányok fejét agycélzó készülékbe (Stoelting) fogtuk (az interaurikuláris vonalhoz képest 3,3 mm “nose down” helyzetben) (Paxinos
és
Watson,
1997).
Egyenesvonalú
parieto-temporális
sagittális
bőrmetszést követően a koponyacsontot megtisztítottuk. A csontot fúró segítségével nyitottuk meg, a tervezett lézió helyének és a kés méretének megfelelően (a kés pengehossza sagittális irányban 2,5 mm volt). A kés rozsdamentes acélrúdból készült oly módon, hogy a rúd végét összepréseltük, majd kiéleztük. A kést az alábbi paramétereknek megfelelően süllyesztettük az agyállományba: elülső vége a bregmától caudálisan 0,5 mm-re, míg hátsó vége a bregmától caudálisan 3,0 mm-re, a középvonaltól laterálisan 4,5 mm-re, a koponya belső felszínéhez képest 7,1 mm mélységben helyezkedett el. A beavatkozást követően a bőrt rétegesen zártuk. A metszés és a beavatkozás ereményeképpen létrehozott lézió elhelyezkedése és kiterjedése az agy sematikus, valamint frontális és horizontális síkban készített szövettani metszetén látható (2. ábra). Az álműtét során az állatokat elaltattuk, a fejet agycélzó készülékben rögzítettük. A bőrmetszést és a koponyacsont megtisztítását követően a koponyát a műtét során végzettnek megfelelően megnyitottuk, majd a bőrt rétegesen zártuk.
5.2.3. Káinsav amygdalába történő injektálása Hexobarbitál altatásban a patkányok fejét agycélzó készülékbe (Stoelting) fogtuk (az interaurikuláris vonalhoz képest 3,3 mm “nose down” helyzetben)
19
2. ábra A paramedián sagittális metszés sematikus ábrázolása frontális síkban (A) és kivetítve az agy medián sagittális felszínére (B) (sávozott területek). A nyilak a metszés helyzetét és kiterjedését mutatják frontális (C) és horizontális síkban készített szövettani metszeten. Ábramagyarázat: AC: commissura anterior; AIP: agranuláris insuláris cortex; AMY: amygdala; CC: corpus callosum; DI: dysgranuláris insuláris cortex; GI: glanuláris insuláris cortex; HI: hippocampus; LH: laterális hypothalamus; OC: chiasma opticum; OT: tractus opticus; PC: commissura posterior; POA: preopticus area; S2: másodlagos somatosensoros cortex 3V: ventriculus tertius; 4V: ventriculus quartus;. Skála: 200 mm.
20
(Paxinos és Watson, 1997). Egyenesvonalú, sagittális, a középvonalnak megfelelően vezetett metszést követően a koponyacsontról a periosteumot leválasztottuk és a koponyacsontot megtisztítottuk. A koponya megnyitása után, a beadás helyének megfelelően, fogászati fúróval lyukat készítettünk. Az agycélzó készülék megfelelő tartó részébe rögzített Hamilton fecskendő segítségével 1 µg/0,5 µl káinsavat fecskendeztünk az amygdalába. A káinsav higítása foszfát pufferben történt (0,2 M; pH 7,4; koncentráció 2 µg/µl). Az injektálás paraméterei a következők voltak: anteroposterior irányban a bregmától caudalisan 2,3 mm-re, a középvonaltól laterális irányban 3,8 mm-re és vertikális irányban az agyfelszínhez képest 8 mm mélységben. A káinsav injektálása után az elektródák tervezett helyének megfelelően a koponyába lyukat fúrtunk és a durát megnyitottuk. Az agyfelszínre, az occipitális cortexnek megfelelően rozsdamentes acélból készült elektródákat helyeztünk, a következő koordináták szerint: anteroposterior irányban a bregmától caudálisan 4,3 mm-re, a középvonaltól laterálisan 4,5 mm-re közvetlenül az agyfelszínre. Az indifferens elektród a középvonalban a frontális cortexre került (a bregmától rostrálisan 3,2 mm-re). Az elektródákat csatlakozóhoz illesztettük, majd fogászati cement segítségével a koponyához rögzítettük. A bőrt rétegesen zártuk. Az álműtét során az állatokat elaltattuk, a fejet agycélzó készülékben rögzítettük, a koponyát megnyitottuk és a műtét során alkalmazott koordinátáknak megfelelően, Hamilton fecskendőn keresztül, 0,5 µl fiziológiás sóoldatot fecskendeztünk az amygdalába. Ezt követően a bőrt rétegesen zártuk. A beavatkozást és az amygdalában kialakult lézió elhelyezkedését sematikusan és frontális síkban készített szövettani metszeten a 3. ábra szemlélteti. A káinsav beadása epilepsziás
rosszulléteket
indukált (fokális amygdaloid és másodlagosan
generalizálódó rohamok formájában), melyet követően EEG-regisztrátumokat készítettünk [Siemens ELEMA (6-csatornás) készülékkel]. A kortikális EEG-n a káinsav beadása után 15 perccel epileptiform aktívitás (trifázisos burst) jelent meg (4. ábra). Minden káinsavval kezelt állatban elektrofiziológiával és tünetileg igazolt epilepszia alakult ki.
21
3. ábra A sematikus ábra (A) a káinsav beadásának helyét ábrázolja. A mikrofotó (B) a káinsav által létrehozott amygdala-léziót (szaggatott vonalon belüli terület) mutatja frontális síkban készült szövettani metszeten. Ábramagyarázat: Ce: centrális amygdala; LH: laterális hypothalamus; MGP: mediális globus pallidus; ot: tractus opticus. Skála: 1000 mm.
4. ábra Az EEG regisztrátumon epileptiform aktivitás (trifázisos burst) látható 15 perccel a káinsav amygdalába történő befecskendezését követően.
22
5.2.4. Corpus callosum-átmetszés (callosotomia) Ketamine (80 mg/kg testsúly) és xylazine (15 mg/kg testsúly) kombinált, intramuszkulárisan alkalmazott altatásban a patkányok fejét a agycélzó készülékbe (Stoelting) fogtuk (az interaurikuláris vonalhoz képest 3,3 mm “nose down” helyzetben) (Paxinos és Watson, 1997). Egyenesvonalú, sagittális, a középvonalnak megfelelően vezetett metszést követően a koponyacsontról a periosteumot leválasztottuk. A koponya megnyitását fogászati fúró segítségével a jobb oldalon a középvonaltól 0,4 mm-re, a bregmától caudálisan 2-6 mm között végeztük. A corpus callosum-átmetszés eredeti technikáját Schalomon és Wahlstein (1995) írta le, mely módszert a tervezett beavatkozásnak megfelelően módosítottunk. A callosotomiát három különböző metszésből, két rozsdamentes acélhuzalból kialakított speciális kés (1. kés, 2. kés) segítségével végeztük. Az 1. kés készítésekor a rozsdamentes acélhuzalt a végétől 2 mm-re 90 fokban meghajlítottuk, majd a talpat kiéleztük. A 2. kés készítésekor a rozsdamentes acélhuzalt a végétől 2,8 mm-re, a tengelyéhez képest 135 fokban meghajlítottuk (bezárt szög 45 fok), majd a talpat kiéleztük. Mindkét kés hosszabbik szárát vékony acélcsőbe húztuk. A késeket az agycélzó készülék erre a célra kiképzett tartójában rögzítettük és három különböző helyzetben süllyesztettük le. A deafferentáló kések hegyének pozíciói a következők voltak: 1. helyzet (2. késsel) : a bregmától caudálisan 6 mm-re és a középvonaltól laterálisan 0,4 mm-re, a vertikálishoz képest 44,5 fokban előre döntve, majd az agyfelszínhez képest 7,8 mm-re leengedve; 2. helyzet (2. késsel): a bregmától caudálisan 6 mm-re és a középvonaltól laterálisan 0,4 mm-re, a vertikálishoz képest 26,8 fokban előre döntve, majd az agyfelszínhez képest 3,4 mm-re leengedve; 3. helyzet (1. késsel): a bregmától caudálisan 6 mm-re és a középvonaltól laterálisan 0,4 mm-re, függőlegesen az agyfelszínhez képest 2,9 mm-re leengedve.
23
A kések leengedése előtt a dura matert megnyitottuk. Az átmetszés a teljes corpus callosumra kiterjedt, melyet sematikusan az 5. ábra, frontális síkban készített szövettani metszeten a 6. ábra szemléltet. Az álműtét során az állatokat elaltattuk, a fejet agycélzó készülékben rögzítettük, a koponyát és a dura matert megnyitottuk. A beavatkozásokat követően a sebet rétegesen zártuk. A féloldali orchidectomia közvetlenül a callosotomia vagy az álműtét után történt.
5.2.5. Féloldali orchidectomia A herét a here burkainak megnyitásával tártuk fel. Az ivarmirigyet ellátó ereket lekötöttük, majd a herét eltávolítottuk. A sebzést rétegesen zártuk. Az eltávolított heréket megtisztítottuk és súlyukat megmértük.
5.3. Vér- és szövetminták gyűjtése Az állatokat 7 nap túlélési idő után dekapitációval, guillotine alkalmazásával, stresszmentes körülmények között áldoztuk fel. A törzscsonkból nyert vért kémcsőbe gyűjtöttük, hagytuk megalvadni, majd a szérumot centrifugálással elválasztottuk, és a hormonmeghatározásig -20 °C-on tároltuk. A herék in vitro bazális tesztoszteron-szekréciójának meghatározása a következő módon történt: a here tokját a mérés után azonnal eltávolítottuk, a dekapszulált heréket
25
mM
HEPES-t
(N-2-Hydroxy-ethyl-piperazin-N'-3-propansulphat,
nátrium só) és 0.1% borjú szérum albumint tartalmazó médium
24
5. ábra A corpus callosum átmetszése sematikus ábrán. Ábramagyarázat: ac: commissura anterior; pc: commissura posterior; f: fornix; H: hippocampus; IC: colliculus inferior; SC: colliculus superior. A számmal jelzett sávozott területek a kések pozícióit mutatják.
6. ábra A mikrofotók az agy frontális síkban készített szövettani metszetein mutatják a genu (A), a truncus (B) és a splenium (C) corporis callosi átmetszését, illetve a cerebellum és az agytörzs épségét (D). Ábramagyarázat: CC: corpus callosum; H: hippocampus; HC: commissura hippocampi; LV: ventriculus lateralis; 4thV: ventriculus quartus. Skála: 1 mm.
25
199-ben 35 °C-on metabolikus rázó-fürdőben inkubáltuk. A tápfolyadék mennyisége 3 ml, az inkubáció időtartama 2 óra volt. Az inkubációt követően a médiumot Eppendorf csövekbe helyeztük, majd az assay elvégzéséig -20°C-on tároltuk. Az inkubált herék által a tápfolyadékba leadott tesztoszteron mennyiségének meghatározása radioimmunoassay (RIA) módszerrel történt.
5.4. Hormonmeghatározások
5.4.1. Tesztoszteron-meghatározás A hormonmeghatározáshoz a mintákat a szérumból vagy az inkubációs médiumból vettük. A meghatározást RIA-val, a Csernus (1982) által leírt módon végeztük. 20 ml szérum extrakciója 2 ml éterrel, majd a kiszárított kivonat feloldása 500 ml assay oldatban történt (ABS, 0,5 PBS 1 g/l gelatinnal, pH=7,4). Standardként Calbiochem testosterone for HPLC (Calbiochem-Novabiochem INTL, La Jolla, CA, USA) szolgált, a kilenc-tagú hígítási sorban a koncentráció 3,5 - 1000 fmol/cső között változott. 20 ml médium-mintából közvetlen meghatározást végeztünk. Ebben az esetben mindegyik standard csőbe 20 ml fel nem használt médium került. A mintákat illetve a standardokat tartalmazó RIA csövek 7 nl/cső antitestet (CV-RT 17, 1:100.000 véghígítás) és 12.000 cpm 3H-jelölt tesztoszteront (100 fmol, The Radiochemical Center, Amsterdam) tartalmaztak ABS-ben (0,7 ml teljes térfogat). Az antitest keresztreakciója: 5a-DHT 45%, 5bDHT 9%, androstendion 2%. 27 természetes vagy mesterséges szteroiddal vizsgálva az antitest kevesebb mint 0,05% keresztreakciót mutatott. A 40°C-on éjszakán át tartó inkubáció után a kötött és a szabad szteroid szétválasztásra került. A radioaktivitást két-fázisú szcintillációs készülékkel mértük. Az assay szenzitivitásának határa 3 fmol/cső volt. Az inter- és intra-assay koefficiens 9,8% illetve 5,9% volt.
26
5.4.2. LH-, FSH-meghatározás Radioimmunoassay módszerrel, NIDDKD kittel meghatároztuk a szérum LHés FSH-koncentrációkat. Standardként rLH-RP-3 és rFSH-RP-2 szolgáltak. Az inter- és intra-assay koefficiens 7-9% illetve 4-6% volt.
5.5. Szövettani feldolgozás Az insuláris cortex-roncsolás (1. ábra, D), a paramedián sagittális metszés (2. ábra, C-D) és a corpus callosum átmetszés (6. ábra, A-D), teljességének ellenőrzésére, valamint a káinsav-beadás (3. ábra, B) pontosságának és a kialakult lézió kiterjedésének meghatározására az agyakat a feláldozáskor eltávolítottuk, 10%-os formalinban fixáltuk és paraffinba ágyaztuk. Frontális vagy horizontális
síkban
szövettani
sorozatmetszeteket
készítettünk,
melyeket
hematoxylin-eosinnal festettünk.
5.6. Statisztikai elemzés A statisztikai feldolgozást ANOVA alkalmazásával végeztük, amit StudentNewman-Keuls teszt követett. Két csoport összehasonlítása esetén kétmintás tpróbát használtunk. p<0,05 valószínűség esetén a különbséget szignifikánsnak tekintettük.
27
6. EREDMÉNYEK 6.1. Az insuláris cortex-roncsolás hatása a hypophyseo-
testiculáris rendszerre Kísérleteinkben a jobb, illetve a bal oldali temporális lebeny kortikális területének termolézióját végeztük felnőtt hím patkányokban. A roncsolás az agranuláris-, a dysgranuláris-, valamint a granuláris insuláris cortexre és a másodlagos somatosensoros kéreg alsó területének egy részére terjedt ki (1. ábra). Tanulmányoztuk a roncsolás hatását a testiculáris szteroidogenezisre, a szérum tesztoszteron-szintre, valamint a szérum gonadotrop hormonszintekre (Banczerowski és mtsai., 2001, II., III.).
6.1.1. Testsúly és here súly Az álműtött állatokban a testsúly mérsékelten csökkent. Az insuláris cortexroncsoláson
átesett
állatokban
kifejezettebb,
de
nem
szignifikáns
testsúlycsökkenést észleltünk. A vizsgált csoportok között a herék súlyában nem volt statisztikailag szignifikáns különbség. A jobb és a bal here súlya között sem találtunk különbséget egyik csoportban sem.
6.1.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció A jobb oldali insuláris cortex-roncsolás után mindkét here szteroidtermelése csökkent. A jobb oldali lézió után a csökkenés a bal here esetében szignifikáns (p<0,05) volt mind az álműtött, mind a bal oldali insuláris cortex-roncsoláson átesett állatok heréinek szteroidtermeléséhez képest. A bal oldali insuláris cortexroncsolás nem befolyásolta az in vitro bazális tesztoszteron- szekréciót (7. ábra).
Bazális tesztoszteron szekréció
re
80 60
Jobb Bal 28 Jobb álműtött álműtött lézió J
B
J
B
J
B
Bal lézió J
B
6.1.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció A
jobb
oldali
insuláris
cortex-roncsoláson
átesett
állatok
szérum
tesztoszteron-koncentrációja szignifikánsan (p<0,05) alacsonyabb volt a jobb oldalon álműtött állatokénál. A bal oldali insuláris cortex-roncsolás nem befolyásolta a szérum tesztoszteron-szintet (8. ábra).
6.1.4. Szérum LH-koncentráció A szérum LH-koncentráció mind a jobb, mind a bal oldali insuláris cortexroncsolás esetében a megfelelő álműtött csoporttal összehasonlítva szignifikáns (p<0,001 jobb lézió vs. jobb álműtét és p<0,05 bal lézió vs. bal álműtét) emelkedést mutatott. Az LH-szint növekedés kifejezettebb volt a
Szérum tesztoszteron koncentráció 20
/l
15
Jobb
álműtött
Bal
29 álműtött
*
Jobb lézió
Bal lézió
jobb oldali insuláris cortex-roncsoláson átesett állatok esetében. Szignifikáns (p<0,01) különbség volt észlelhető a jobb és a bal oldali insuláris cortex-lézión átesett állatok között (9. ábra).
6.1.5. Szérum FSH-koncentráció Az insuláris cortex-roncsolás nem befolyásolta a szérum FSH-szintet.
6.1.6. A beavatkozás szövettani lokalizációja A szövettani metszeteken a roncsolás az agranuláris-, a dysgranuláris-, valamint a granuláris insuláris cortexre és a másodlagos somatosensoros kéreg alsó területének egy részére terjedt ki (1. ábra). A cortexen kívül mérsékelt károsodást észleltünk a roncsolt kortikális terület alatti fehérállományban
és
néhány esetben sérült a capsula externa bazális része is. Az amygdala, a hippocampus, valamint a ventriculus lateralis nem sérült.
Szérum LH koncentráció 4
l
3
Jobb Bal álműtött álműtött30
Jobb lézió *
***
Bal lézió
6.2. Az amygdala feletti paramedián sagittális metszés hatása a
hypophyseo-testiculáris rendszerre Kísérleteinkben a commissura anteriortól a harmadik kamra középsíkjáig terjedő, az amygdala felett végzett paramedián sagittális metszést végeztünk (2. ábra). Tanulmányoztuk a metszés hatását a testiculáris szteroidogenezisre, a szérum tesztoszteron-szintre, valamint a szérum gonadotrop hormon-szintekre (Banczerowski és mtsai., in press, IV.).
6.2.1. Testsúly és here súly A posztoperatív időszakban a paramedián sagittális metszésen és az álműtéten átesett, valamint az intakt kontroll állatok testsúlyában nem jelentkezett szignifikáns változás. A vizsgált csoportok között a herék súlyában sem volt statisztikailag szignifikáns különbség. Szintén nem észleltünk különbséget egyik csoportban sem a jobb és a bal here súlya között.
31
6.2.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció Az intakt kontroll, valamint a jobb, illetve bal oldali álműtéten átesett állatok in vitro bazális tesztoszteron-szekréciója hasonló volt. Mind a jobb, mind a bal oldali
paramedián
szteroidogenezise
sagittális között
metszést
szignifikáns
követően
az
(p<0,01)
állatok
heréinek
különbséget
találtunk
(10. ábra). A jobb oldali metszés mindkét here szteroidtermelésének szignifikáns (p<0,05) növekedését eredményezte az intakt kontroll, valamint a jobb oldali álműtéten átesett állatok heréinek szteroidtermeléséhez képest. Ezzel ellentétben a
bal
oldali
metszés
mindkét
here
bazális
tesztoszteron-szekrécióját
szignifikánsan (p<0,05) csökkentette az intakt kontroll és a bal oldali álműtéten átesett csoportok heréinek szteroidtermeléséhez képest.
6.2.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció A jobb oldali metszésen átesett állatok szérum tesztoszteron-szintje hasonló volt az álműtött állatokéhoz. A bal oldali metszés azonban a szérum tesztoszteron-szint szignifikáns (p<0,05) csökkenését eredményezte az álműtéten és a jobb oldali metszésen átesett állatok szérum tesztoszteron-szintjéhez viszonyítva (11. ábra).
6.2.4. Szérum LH-koncentráció A jobb és a bal oldali paramedián sagittális metszésen, valamint az álműtéten átesett állatok szérum LH-szintje szignifikánsan (p<0,05) csökkent (12. ábra).
Bazális tesztoszteron szekréció 60
nmol/l/here
50 40 30 20
Jobb Jobb Bal Bal Intakt álműtött metszés álműtött metszés
J
B
J
B
J *D
++
32
B * D
++
J
B J
B
++
++
Szérum tesztoszteron koncentráció 40 Intakt
Jobb Jobb Bal Bal álműtött metszés álműtött metszés
nmol/l
30 20 D
+
10 0
8
9
8
7
7
11. ábra A jobb vagy a bal oldali paramedián sagittális metszés hatása a szérumtesztoszteron koncentrációra. Átlag ± S.E.M. Az oszlop alatti szám az állatok számát jelzi. D és + szignifikáns különbséget mutat az álműtött és a jobb oldalon deafferentált csoporthoz képest (p<0,05).
Szérum LH koncentráció
ng/ml
3
2
Jobb Jobb Bal Bal Intakt álműtött metszés álműtött metszés
*
* 33
1
*
*
6.2.5. Szérum FSH-koncentráció A paramedián sagittális metszés nem befolyásolta a szérum FSH-szintet.
6.2.6. A bavatkozás szövettani lokalizációja A
horizontális
síkban
készített
szövettani
sorozatmetszeteken
anteroposterior irányban a metszés elülső kiterjedése a commissura anterior rostrális határáig, caudális kiterjedése a harmadik kamra középsíkjáig terjedt (2. ábra, D). A frontális szövettani metszeteken a metszés az amygdala síkja felett ért véget (2. ábra, C).
6.3. A káinsav intra-amygdaloid adásának hatása a hypophyseo-
testiculáris rendszerre Kísérleteinkben a jobb, illetve a bal oldali amygdalába adott neurotoxin, káinsav hatását vizsgáltuk felnőtt hím patkányokban (3. ábra). A káinsav fokális és
másodlagosan
generalizálódó
epilepsziás
rosszulléteket
váltott
ki.
Tanulmányoztuk a roncsolás, illetve az epilepszia hatását a testiculáris szteroidogenezisre,
a
szérum
tesztoszteron-szintre,
valamint
gonadotrop hormon-szintekre (Banczerowski és mtsai., in press, V.).
34
a
szérum
6.3.1. Testsúly és here súly A jobb vagy a bal oldali álműtéten átesett állatok testsúlya a műtétkor és a feláldozáskor hasonló volt. Ezzel ellentétben, azon állatok feláldozáskori testsúlya, amelyeknél a jobb vagy a bal oldali amygdalába káinsav-injektálás történt, szignifikánsan (p<0,001) alacsonyabb volt, mint a műtét időpontjában mért. A káinsavval kezelt állatok testsúlya (mind jobb, mind bal oldali beavatkozás esetén) a feláldozáskor szignifikánsan (p<0,001) alacsonyabb volt az álműtött állatok feláldozáskori testsúlyánál (13. ábra). A jobb vagy bal oldalon káinsavval kezelt állatok heresúlya szignifikánsan (p<0,05) alacsonyabb volt az álműtött állatokénál (14. ábra). Figyelembe véve azt, hogy a műtét és a feláldozás között eltelt időszakban a káinsavval kezelt állatok testsúlya kifejezettebben, míg heréik súlya mérsékeltebben csökkent az álműtött állatok ugyanezen paramétereihez képest, a here-testsúly arány (g/100g testsúly) szignifikánsan (p<0,001) magasabb volt a valódi műtéten átesett állatokban (15. ábra). A jobb és a bal here súlya között nem volt különbség egyik vizsgált csoportban sem.
Testsúly 700
g
Jobb 600 álműtött M F 500 400
Jobb Bal káinsav álműtött M F M F *
Bal káinsav M F *
300 200 100 0
8
8
9
9 35 8
8
5
5
13. ábra Az amygdalába történő jobb vagy bal oldali káinsav injectió hatása a
Heresúly 3
Bal káinsav
J
B
J *
B *
J
B
J *
B *
8
8
9
9
8
8
5
5
g
2
Jobb Jobb Bal álműtött káinsav álműtött
1
0
14. ábra Az amygdalába történő jobb vagy bal oldali káinsav injectió hatása a heresúlyra. Átlag ± S.E.M. Az oszlop alatti szám az állatok számát jelöli. Ábramagyarázat: J: jobb here; B: bal here. A csillag szignifikáns eltérést jelöl az álműtött csoportokhoz képest (p<0,05).
Here-testsúly arány
g/100g testsúly
1.25
Jobb Jobb Bal Bal káinsav álműtött káinsav 1.00 álműtött 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 41 2 3 4 0.75 * * * * 0.50 0.25 0.00
8 8 8 8 9 9 9 9 8 8 8 8 5 5 5 5 36
15. ábra Az amygdalába történő jobb vagy bal oldali káinsav injectió hatása a here-
6.3.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció Azon állatokban, amelyeknél a jobb vagy a bal oldali amygdalába káinsavat injektáltunk, mindkét here bazális tesztoszteron-szekréciója szignifikánsan (p<0,01) alacsonyabb volt az álműtött állatokénál (16. ábra).
6.3.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció A káinsav féloldali, amygdalába történő befecskendezését követően a szérum tesztoszteron-koncentráció szignifikánsan (p<0,05) csökkent az álműtött állatokéhoz képest (17. ábra).
Bazális tesztoszteron szekréció
nmol/l/here
40 30
Jobb Jobb Bal álműtött káinsav álműtött J B J B J B
20
*
*
9
9
Bal káinsav J B *
*
5
5
10 0
8
8
8
8
37 16. ábra Az amygdalába történő jobb vagy bal oldali káinsav injectió hatása a jobb és a bal here bazális tesztoszteron-szekréciójára. Átlag ± S.E.M. Az oszlop alatti szám az állatok számát jelöli. Ábramagyarázat: J: jobb here; B: bal here. A csillag
Szérum tesztoszteron koncentráció
nmol/l
30
Jobb Jobb Bal álműtött káinsav álműtött
Bal káinsav *
*
20
10
0
6
9
8
5
17. ábra Az amygdalába történő jobb vagy bal oldali káinsav injectió hatása a szérum tesztoszteron-koncentrációra. Átlag ± S.E.M. Az oszlop alatti szám az állatok számát jelöli. A csillag szignifikáns eltérést jelöl az álműtött csoportokhoz képest (p<0,05). 6.3.4. Szérum LH-koncentráció A bal oldali amygdalába történő káinsav injekció mind az álműtött, mind a jobb oldalon káinsavval kezelt állatokhoz képest a szérum LH-koncentráció szignifikáns (p<0,05) csökkenését eredményezte (18. ábra).
Szérum LH koncentráció
ng/ml
3
Jobb Jobb Bal Bal álműtött káinsav álműtött káinsav *
2
1
38
6.3.5. Szérum FSH-koncentráció A jobb és a bal oldali intra-amygdaloid káinsav injekció nem befolyásolta a szérum FSH-szintet.
6.3.6. A beavatkozás szövettani lokalizációja A szövettani metszeteken az esetek döntő többségében a tű hegyének megfelelő, valamint a káinsav által létrehozott lézió a centrális amygdalában helyezkedett el (3. ábra, B). Az előző megfigyelésekkel összhangban (Ben-Ari és mtsai., 1979 a; Ben-Ari és mtsai., 1979 b; Tanaka és mtsai., 1988), a káinsav beadását követően észlelhető helyi fokális nekrózison kívül az ellenoldali hippocampusban (CA3 régió) idegsejtvesztés figyelhető meg (19. ábra, A-B).
6.4. A callosotomia hatása a hypophyseo-testiculáris rendszerre
39
Kísérleteinkben a corpus callosum átmetszését végeztük felnőtt hím patkányokban. Az átmetszés magába foglalta a genu-, a truncus- és a splenium corporis callosi teljes terjedelmét (6. ábra). Tanulmányoztuk az átmetszés hatását a testiculáris szteroidogenezisre, a szérum tesztoszteron-szintre, valamint a szérum gonadotrop hormon-szintekre (Banczerowski és mtsai., 2000, I., III.).
6.4.1. Testsúly és here súly A postoperatív időszakban a féloldali orchidectomián és callosotomián vagy álműtéten átesett állatok testsúlya nem változott szignifikánsan. Az eltávolított és a megmaradt herék súlya között nem volt statisztikailag szignifikáns különbség egyik kísérleti csoportban sem, valamint a vizsgált csoportok között sem észleltünk különbséget a herék súlyában.
40
19. ábra A káinsav amygdalába történő adása után egy héttel idegsejt-vesztés (nyilak) látható az ellenoldali dorzális hippocampusban (CA3 régió). Skála: A: 1000 mm, B: 100 mm.
41
6.4.2. In vitro bazális tesztoszteron-szekréció Az intakt kontroll-patkányok jobb és bal heréjének in vitro bazális tesztoszteron-szekréciója hasonló volt. Az álműtét és a jobb vagy a bal oldali orchidectomia nem okozott szignifikáns eltérést a megmaradt jobb vagy bal oldali here szteroidtermelésében, jóllehet a bal oldali orchidectomia mérsékelt emelkedést eredményezett a jobb oldali here szteroid-elválasztásában, míg a jobb oldali hemikasztráció nem befolyásolta a bal oldali here tesztoszteronelválasztását. A callosotomián és a bal oldali orchidectomián átesett állatok megmaradt (jobb oldali) heréjének tesztoszteron-szekréciója szignifikánsan magasabb volt az intakt kontroll-állatok jobb oldali heréjének (p<0,001), és az álműtéten és bal oldali orchidectomián átesett állatok megmaradt (jobb oldali) heréjének (p<0,01) szteroidtermeléséhez képest. Az álműtét vagy callosotomia és a jobb oldali orchidectomia nem befolyásolta a megmaradt (bal oldali) here szteroid termelését. Mindazonáltal a callosotomián és bal orchidectomián átesett állatok esetében a megmaradt jobb oldali here bazális tesztoszteron-szekréciója
szignifikánsan
(p<0,001)
magasabb
volt
a
callosotomián és jobb orchidectomián átesett állatok megmaradt (bal oldali) heréjének szteroid-szekréciójánál (20. ábra).
6.4.3. Szérum tesztoszteron-koncentráció A
szérum
tesztoszteron-koncentráció
minden
vizsgált
csoportban
szignifikánsan (p<0,05) alacsonyabb volt, mint az intakt kontroll állatok esetében (21. ábra).
Bazális tesztoszteron szekréció 80 70 re
60
Intakt
Álműtött
Callosotomia
JORCHX 42BORCHX JORCHX BORCHX
***
6.4.4. Szérum FSH-koncentráció
43
A jobb oldali orchidectomián átesett, álműtött és callosotomizált állatokban a szérum FSH-koncentráció az intakt állatokban észlelthez hasonló volt. Ezzel szemben a bal oldali orchidectomia és álműtét vagy callosotomia az intakt kontroll-állatoknál mérthez képest szignifikáns (p<0,05 álműtött+BORCHX vs. intakt és p<0,05 callosotomizált+BORCHX vs. intakt) szérum FSH-szint emelkedést váltott ki. Az álműtött és jobb vagy bal orchidectomián átesett állatok szérum FSH-szintje közötti
különbség
szignifikáns
volt
(p<0,05
álműtött+JORCHX
vs.
álműtött+BORCHX). Ugyancsak szignifikáns volt a callosotomizált és a jobb vagy bal orchidectomián átesett csoportok hormon-koncentrációja közötti különbség (p<0,05 callosotomizált+JORCHX vs. callosotomizált+BORCHX) (22. ábra).
Szérum FSH koncentráció 80 70
Intakt
ng/ml
60
*
50
Callosotomia
Álműtöt JORCHX
BORCHX
JORCHX
BORCHX
* *
*
40 30 20 10 0
8
9
10
9
8
22. ábra A callosotomia vagy az álműtét és a jobb vagy a bal orchidectomia hatása a szérum FSH-koncentrációra. Átlag ± S.E.M. Az oszlop alatti szám az állatok számát jelöli. Ábramagyarázat: JORCHX: jobb oldali orchidectomia; BORCHX: bal oldali orchidectomia. * p<0,05
6.4.5. A beavatkozás szövettani lokalizációja A frontális szövettani metszeteken a genu-, a truncus és a splenium corporis callosi átmetszése figyelhető meg (6. ábra, A-C). A corpus callosumon kívüli
44
károsodás a behatolás helyének megfelelő kortikális és subkortikális területen, a commissura hippocampalis és a fornix dorsális felszínén volt észlelhető. Nem károsodott a cerebellum, a colliculusok, a hippocampus és az agytörzs (6. ábra, D).
45
7. MEGBESZÉLÉS Eredményeink azt mutatják, hogy extrahypothalamikus beavatkozásaink befolyásolták a herék szteroidogenezisét, a szérum tesztoszteron-szintet és a szérum LH-koncentrációt. Észleleteink összhangban vannak mindazon, a bevezetőben részletesen tárgyalt megfigyelésekkel, melyek az extrahypothalamikus agyterületek gonádműködés szabályozásában játszott szerepére utalnak és egyértelműen arra engednek következtetni, hogy a telencephalikus struktúrák részt vesznek a hypophysis gonadotrop hormonok és a herék szteroid szekréciójának szabályozásában (Yamada és Greer, 1960; Gerendai és mtsai., 1995). Megfigyeléseink
szerint
az
extrahypothalamikus
beavatkozások
effektusa
rendkívül változatos volt, s az esetek egy részében attól függött, hogy a beavatkozás melyik oldali agyterületen történt. Nem ritkán a here szteroid szekréciója és a szérum LH-koncentráció nem változott azonos irányban (I. táblázat). Az amygdalasértések szteroid-szekrécióra kifejtett hatását illetően nem észleltünk aszimmetriát. Mind a jobb, mind a bal oldalon végzett amygdala lézió szignifikánsan csökkentette mindkét here tesztoszteron-szekrécióját, függetlenül az amygdala sértés oldaliságától. Ezzel szemben, az insuláris kéreg-sértés effektusát tekintve, aszimmetria mutatkozott. Csak a jobb oldali insuláris cortexroncsolásnak volt gátló hatása a testiculáris szteroidogenezisre, sugallva a jobb oldali insuláris cortex domináns szerepét a herefunkciók szabályozásában. A jobb oldali insuláris cortex-lézió here szteroidogenezisét gátló hatása csak a bal herére vonatkozóan okozott szignifikáns változást. Az insuláris kéreg felé haladó és az onnan
kifutó
idegrostok
átmetszése
másképpen
befolyásolta
a
herék
tesztoszteron-szekrécióját, mint a kérgi roncsolás. Jobb oldali metszés fokozta, míg hasonló,
46
I. táblázat: Az insuláris kéreg lézió és a paramedián sagittális metszés, valamint az amygdala lézió hatása, a bazális tesztoszteron-szekrécióra és a szérum tesztoszteron-, LH- és FSH-koncentrációra Insuláris kéreg lézió Jobb
Bal
Paramedián sagittális metszés Jobb Bal
Amygdala lézió Jobb
Bal
J B J B J B J B J B J B her her her her her her her her her her her her e e e e e e e e e e e e Bazális T szekréció Szérum T koncentráció Szérum LH koncentráció Szérum FSH koncentráció
¯
-
-
-
¯
¯
¯¯ ¯¯
¯¯ ¯¯
¯
-
-
¯
¯
¯
-
-
-
¯
-
-
-
-
-
-
J: jobb; B: bal; T: tesztoszteron; a nyilak száma azt jelzi, hogy a növekedés vagy csökkenés milyen értékig szignifikáns az azonos oldali álműtött csoporthoz viszonyítva; vagy ¯: p < 0,05; ¯¯: p< 0,01; : p< 0,001; -: értékelhető változás nem tapasztalható az álműtéthez viszonyítva.
bal oldalon végzett beavatkozás csökkentette mindkét here szteroidogenezisét. A tesztoszteron-szekrécióra vonatkozó adataink a jobb oldali insuláris kéreg predominanciáját, az ezen agyterülethez haladó, amygdala feletti rostok herefunkciók szabályozására kifejtett ellentétes hatását (jobb oldali rostok: gátló; bal oldali rostok: serkentő), valamint mind a jobb, mind a bal oldali amygdala szteroidogenezisre gyakorolt serkentő hatását igazolják. A tesztoszteron-szekréció és a szérum LH-koncentráció viszonya a különböző extrahypothalamikus területeken végzett beavatkozás után változatos képet mutat, melyet tovább színez a jobb és a bal oldali műtétek hatásában mutatkozó különbség. Mind a jobb, mind a bal oldali intra-amygdaloid káinsav injekciót követően a csökkent in vitro bazális tesztoszteron-szekréció és szérum tesztoszteron-szint mellett a szérum LH-szint csökkenés csak a bal oldali beavatkozás esetén jelentkezett, jobb oldali beavatkozás ezen hormon-szintre hatástalan volt. A szérum LH-szintek ilymódon való alakulása azt sugallja, hogy a
47
jobb és a bal oldali amygdala-lézió után megfigyelt csökkent tesztoszteronszekrécióért más-más mechanizmus lehet felelős. A bal oldali beavatkozás után jelentkező
hormonális
változások
a
hypogonadotrop-hypogonadismusra
jellemzőek. Ezzel szemben a jobb oldali beavatkozást követően észlelt, változatlan LH-szint mellett jelentkező csökkent szteroidogenezis hypophysistől független, idegi úton közvetített hatásra utal. Az insuláris kéreg roncsolása vagy az
amygdala
felett
végzett
paramedián
sagittális
metszés
másképpen
befolyásolta a vizsgált paramétereket, mint az amygdala sértése. Az insuláris cortex jobb oldali léziója a szérum LH-koncentrációban ellentétes változásokat idézett elő: a szérum LH-szint emelkedett, míg a tesztoszteron-elválasztás csökkent. A jelenségnek többféle magyarázata lehetséges. Feltehető, hogy a kérgi roncsoláson átesett patkányokban a tesztoszteron-szekréció fő stimulátora, az LH, nem képes megfelelően serkenteni a Leydig sejtek szteroidogenezisét. Ezt a feltételezést támasztják alá azon vizsgálatok, melyek szerint ivaréretlen patkányok heréjének kétoldali részleges denerválása (n. testiculáris superior átmetszése) nem befolyásolta a bazális androgén termelést, de szignifikánsan csökkentette a hCG-indukálta tesztoszteron választ. E mellett a n. spermaticus superior átmetszése szignifikáns csökkenést hozott létre az LH receptorok számában, változatlan FSH receptor koncentráció mellett (Campos és mtsai., 1993). Más magyarázat szerint az insuláris cortex, főként a jobb oldalról, a herékhez serkentő, a GnRH neuronokhoz, illetve a GnRH-elválasztást moduláló egyéb agyi területekhez azonban gátló impulzusokat küld. Más szóval, az insuláris cortex a rendszer különböző szintjein ellentétes hatást fejt ki. További vizsgálatok szükségesek azon testiculáris mechanizmusok tisztázásához, melyek következtében a jobb oldali insuláris cortex-roncsoláson átesett állatokban észlelhető alacsony szteroid-elválasztás magas szérum LH-koncentrációval társul. Az insuláris kéreghez haladó, illetve az onnan kiinduló, a jobb vagy a bal oldali
amygdala
felett
futó
rostok
átmetszése
másként
hatott
a
here
szteroidogenezisére, mint az insuláris cortex féloldali roncsolása. Jobb oldali kérgi roncsolás csökkenést eredményezett a tesztoszteron-elválasztásban emelkedett LH-koncentráció mellett, míg bal oldali beavatkozás szignifikáns növekedést hozott
létre
a
szérum
LH-koncentrációjában,
de
nem
befolyásolta
a
szteroidogenezist. Az észlelt eltérés valószínű magyarázata, hogy a paramedián
48
sagittális metszés során, az insuláris kérget csak részben deafferentáltuk, így a kéreg és az amygdala közötti idegi összeköttetés jó része ép maradt, s feltehetően szerepet játszott az eltérésben, hogy a metszés viszonylag nagy kiterjedésű volt, a commissura anteriortól a III. agykamra középnívójáig haladt végig az agyon. A megmaradt here szteroidogenezise és a szérum gonadotrop hormon-szintek változása, jobb vagy bal oldali orchidectomizált állatban végzett corpus callosumátmetszés után elsősorban a herék aszimmetriájára, illetve a here eltávolítás oldaliságától függő FSH-válasz különbözőségére utal. Ennek ellenére, ezen kísérletben is fellelhető a megmaradt here tesztoszteron-szekréciójának LHkoncentrációtól független alakulása. A callosotomia bal oldali orchidectomiával kombinálva
a
megmaradt
(jobb)
here
szteroidogenezisének
szignifikáns
emelkedését eredményezte, a szérum LH-koncentráció azonban nem különbözött a többi kísérleti csoportban (álműtött és jobb vagy bal oldali orchidectomia, callosotomia és jobb oldali orchidectomia) észlelt értékektől. Mindezen észleletek a szóban forgó extrahypothalamikus struktúráknak a here szteroidogenezisére eredmények
egy
gyakorolt részében
hatását a
vizsgált
mutatják.
Az
ismertetett
extrahypothalamikus
kísérleti
területek
és
beavatkozások feltehetően a hypothalamo-hypophysealis rendszeren keresztül befolyásolták a herék működését. A vizsgált extrahypothalamikus területek részvétele a GnRH-gonadotrop tengely működésében az alábbiak szerint képzelhető el. Az amygdala és a hypothalamus különböző sejtcsoportjai (area preoptica medialis, elülső hypothalamus, nucleus ventromedialis, nucleus paraventicularis, nucleus premamillaris, laterális hypothalamus) között gazdag, kétirányú, neurális kapcsolat található (Price és mtsai., 1987) és az amygdala a hypothalamus GnRH-szekréciót szabályozó struktúráival való összeköttetés által kapcsolódik be a hypothalamo-hypophyseo-gonadális tengely működésének szabályozásába (Kaada, 1972; Renaud, 1976). Az insuláris kéreg nem áll közvetlen kapcsolatban a GnRH neuronokkal. Ezen agyterület valószínüleg az amygdalával, esetleg más agyi struktúrákkal (bed nucleus striae terminalis, laterális hypothalamus) való idegi összeköttetései révén (Cechetto és Saper,
49
1990; Yasui és mtsai., 1991) befolyásolja a gonadotrop hormon-szekréciót, illetve a here működését (23. ábra). A kísérleti eredmények más része a fentiektől eltérő - hypophysistől független mechanizmus lehetőségét veti fel. Mint a bevezetésben említésre került, számos, fiziológiai kísérletből származó adat áll rendelkezésre a gonádok, - elsősorban a petefészek - gonadotrop hormonoktól független, idegi szabályozásáról (Gerendai és Halász, 1976; Gerendai és mtsai., 1978; Gerendai, 1980; Nance és mtsai., 1983; Fukuda és mtsai, 1984; Nance és mtsai., 1984, etc.). A hereműködés közvetlen idegi szabályozására vonatkozóan szerényebb számú, de az idegi szabályozás szerepét egyértelműen alátámasztó jelenség ismert (Gerendai és mtsai., 1975; Nance és Moger, 1982; Mizunuma és mtsai., 1983; Bakalkin és mtsai, 1984). A fenti, idegi szabályozás fiziológiai szerepére vonatkozó észleleteken túl, újabb, a transzneuronális vírus követési módszer segítségével nyert adatok neuromorfológiai bizonyítékot is szolgáltattak a here szupraspinális beidegzésére vonatkozóan. A vizsgálatok során feltérképezésre kerültek a szerv szupraspinális beidegzésében résztvevő agyi struktúrák is (Gerendai és mtsai., 2000).
Ezen
összhangban,
megfigyelések vírus
fertőzött
szerint,
a
klasszikus
morfológiai
neuronok
találhatók
a
adatokkal
gerincvelőben
az
intermediolaterális sejt-oszlopban (thoracalis 10-13 és lumbális 1 szegmentumok) és a nucleus parasympathicus sacralisban (lumbális 6-sacralis 1 szegmentumok). Ezen neuronok a szervet beidegző szimpatikus, illetve paraszimpatikus preganglionáris sejteknek felelnek meg (Setchell és mtsai, 1994). A neurotrop vírus herébe történt adását követően fertőzött neuronok mutatkoztak, között, a nucleus tractus solitariiban, az A1, A5 és
50
többek
23.
ábra Az egyszerűsített sematikus ábra az idegrendszer hereműködés szabályozásában feltehetően szerepet játszó struktúráinak idegi kapcsolatait szemlélteti. Ábramagyarázat: AMY: amygdala; BNST: bed nucleus striae terminalis; CR: caudális raphe magok; IC: insuláris cortex; IML: intermediolaterális sejtoszlop; LC: locus coeruleus; LH: laterális hypothalamus; NPS: nucleus parasympathicus sacralis; NTS: nucleus tractus solitarii; PAG: substantia grisea centrális; POA: preopticus area; PVN: nucleus paraventricularis; VLM: medulla ventrolateralis; * nucleus tractus solitariival kapcsolatban álló sensoros vagus rost.
51
A7 noradrenerg sejtcsoportokban, a caudális raphe magokban, a Barrington sejtcsoportban, a locus coeruleusban, a mesencephalon substantia grisea centrálisában,
a
hypothalamus
nucleus
paraventicularisában,
a
laterális
hypothalamusban, az area preopticában, a bed nucleus striae terminalisban, az amygdalában és az insuláris kéregben. Ezen adatok azt mutatják, hogy mind az amygdala, mind az insuláris kéreg transzszinaptikus úton részt vesz a here efferens beidegzésében. A gerincvelői neuronokhoz közvetlenül projiciáló neuronok, illetve a nucleus tractus solitarii és a vizsgált agyterületek között többszörös átkapcsolódás van. A nucleus paraventicularis hypothalami leszálló rostjai révén, monoszinaptikus kapcsolatban áll a gerincvelői szimpatikus preganglionáris neuronokkal (Buys, 1978; Sofroniew és Weindl, 1978; Liuten és mtsai., 1985), de ugyanakkor tetemes mennyiségű afferens és efferens rost húzódik a mag és a limbikus agyterületek, így az amygdala között is (McDonald, 1988; Moga és Saper, 1994). A nucleus paraventricularis és az insuláris kéreg közötti, közvetlen idegi kapcsolatról nincs tudomásunk. Ezzel szemben mind az amygdala, mind az insuláris kéreg projiciál a laterális hypothalamushoz. Ez utóbbi területről eredő rostok, szintén végződnek a gerincvelő intermediolaterális neuronjain (Swanson, 1987). A másik lehetséges út az amygdala, illetve rajta keresztül, az insuláris kéreg és a here között, a nucleus tractus solitarii közbejöttével képzelhető el. A zsigeri érzőmag és az amygdala között vannak reciprok idegi kapcsolatok (Price és mtsai., 1987). Természetesen, számos egyéb, bonyolultabb, a neuron-hálózat több komponensét is magába foglaló variáció lehetséges a szóbanforgó extrahypothalamikus területek és here közötti idegi útra vonatkozóan (23.ábra). Az észleletek egyértelműen az extrahypothalamikus struktúrák funkcionális aszimmetriájára
utalnak.
Az
insuláris
kéreg
féloldali
roncsolása
után
tapasztalható, szteroidogenezisben bekövetkező változások a jobb oldali insuláris kéreg predominanciájára utalnak. Ezen megfigyelés összhangban áll azokkal az irodalmi adatokkal, melyek hím vagy/és nőstény rágcsálókban a hypothalamus morfológiai (GnRH neuronok száma) (Inase és Machida, 1992) biokémiai (GnRH tartalom) (Gerendai és mtsai., 1978; Bakalkin és mtsai., 1984) és funkcionális (Kawakami és mtsai., 1981; Nance és Moger, 1982; Nordeen és
52
Yahr, 1982; Nance és mtsai., 1983; Fukuda és mtsai., 1984; Nance és mtsai., 1984; Roy és Lynn, 1987; Cruz és mtsai., 1989; Advis és mtsai., 1989; Moran és mtsai., 1994) aszimmetriáról számolnak be, valamint jobb oldali dominanciát írtak le a locus coeruleus petefészek működésre kifejtett hatásával kapcsolatban is (Gerendai, 1984). A megfigyelések arra engednek következtetni, hogy a gonádműködés szabályozásában a jobb hypothalamus-fél feltehetően domináns szerepet játszik. A jobb oldali cortex domináns szerepe mutatkozik a hypothalamo-hypophyseo-adrenális tengelyre vonatkozóan is. Sullivan és Gratton (1999) beszámoltak arról, hogy a jobb oldali mediális prefrontális cortex léziója csökkentette a bazális kortikoszteron elválasztást, valamint megakadályozta a stressz
indukálta
gyomorfekély
kialakulását.
Figyelembe
véve
ezen
megfigyeléseket, reálisnak tűnik az a feltételezés, hogy a jobb oldali agyfélteke domináns szerepet játszhat mind a mellékvese, mind a here szabályozásában. Az insuláris kéreg, amygdala felett futó afferenseinek és efferenseinek átmetszése után a tesztoszteron szekréció alakulása nem utal dominanciára, de olyan funkcionális aszimmetriát jelez, melynek következtében a jobb és a bal oldalon futó rostok átmetszése ellentétesen befolyásolják a here működését (jobb oldaliak gátlók, bal oldaliak serkentők). Az előbbiekhez hasonlóan a jobb és bal oldalon végzett amygdala-roncsolás a szérum LH-szint vonatkozásában volt különböző (bal oldali lézió csökkentette, jobb oldali beavatkozás hatástalan volt). Hemikasztrált hím állatokban a bal oldali, míg ivaréretlen patkányban a jobb oldali temporális lebenyi deafferentációnak volt tesztoszteron-szekréciót
csökkentő
hatása
(Gerendai
és
mtsai.,
1995).
Hemiovariectomizált nőstény patkányban a noradrenerg neuronokat tartalmazó locus coeruleus jobb oldali léziója gátolja meg a petefészek kompenzatorikus hypertrophiáját, míg hasonló agyi beavatkozás a bal oldalon hatástalan (Gerendai, 1984). Összefoglalva megállapítható, hogy a gonádműködés szabályozásában szerepet játszó struktúrák közül kifejezett jobb oldali dominancia mutatkozik az insuláris kéreg, a hypothalamus és a locus coeruleus vonatkozásában. Az amygdala
53
esetében csak az LH vonatkozásában jelentkezik aszimmetria (bal oldali predominancia). Vizsgálataink során funkcionális aszimmetria mutatkozott a here szintjén is. Az insuláris
kéreg
jobb
oldali
léziója
csökkentette
ugyan
mindkét
here
szteroidogenezisét, azonban a hatás csak a bal oldali gonád esetében volt szignifikáns.
Callosotomiát
követően,
a
féloldali
orchidectomiát
követő
kompenzatorikus hatásként jelentkező fokozott szteroid szekréció csak a bal oldali hereeltávolított állatban (jobb here maradt meg) volt szignifikáns. Hasonló jelenség
volt
tapasztalható
a
szérum
FSH-szintek
vonatkozásában
is.
Callosotomia ugyan nem befolyásolta a kompenzatorikus FSH emelkedést, de a féloldali orchidectomiára adott FSH válasz mind az álműtött, mind a corpus callosum átmetszett csoportban csak akkor következett be, ha a bal here került eltávolításra. Fenti megfigyelések a jobb here funkcionális predominanciájára utalnak. Ezen megfigyelések teljes összhangban állnak az irodalmi adatokkal. Patkányban bal oldali hemikasztrációt követően a jobb oldali here tesztoszteron termelése magasabb, mint jobb oldali hemikasztációt követően, a bal oldali gonádé (Frankel és Chapman, 1989). Ivaréretlen patkányban a jobb és a bal here bazális tesztoszteron-szekréciója között nem mutatkozik szignifikáns különbség annak ellenére, hogy a jobb here steroid-szekréciója nagyobb. Mindkét here szerotoninnal, illetve szerotonin receptor antagonistával, ketanszerinnel való kezelés után azonban a szerotonin szteroidogenezist fokozó, illetve a ketanszerin tesztoszteron-szekréciót csökkentő hatása
oly
módon
befolyásolja
a
szteroidogenezist,
hogy a
két
here
tesztoszteron-szekréciója közötti különbség fokozódik (Csaba és mtsai., 1998). A jobb here nagyobb, illetve a bal here kisebb funkcionális kapacitását mutatják kísérletes adatok és klinikai megfigyelések. Mind újszülött (Gerendai és mtsai., 1986), mind felnőtt patkányban (Plaut, 1973), bal oldalon végzett hemivasectomia gyakrabban okoz kóros elváltozásokat az ipszilaterális herében, mint a jobb oldali, hasonló beavatkozás. Régóta és általánosan ismert a klinikumban, hogy cryptorchismus és varicocele elsősorban a bal oldalon fordul elő. További
54
megfigyelés, hogy inkomplett androgén inszenzitivitás szindrómában szenvedő betegekben a csökkent szintű androgén hormonok a jobb heréből származnak (Fredricsson és mtsai., 1985). A fentiekben vázolt közvetlen idegi szabályozáson kívül, a hereműködés szabályozásában egy másik, finom szabályozó mechanizmus, nevezetesen a lokális (autokrin, parakrin) hatások jelentőségére is fény derült. Az utóbbi évtizedben nyert adatok egyértelműen azt mutatják, hogy a here valamennyi sejtfélesége (a Leydig sejtek, a Sertoli sejtek, a peritubuláris myoid sejtek, a spermatogenezis különböző fázisában lévő sejtek) az adott sejtre jellemző, biológiailag aktív anyagokat (klasszikus értelemben vett hormonok: tesztoszteron, inhibin; "hypothalamikus" hormonok: GnRH, növekedési hormon-releasing hormon, szomatosztatin, corticotrop releasing hormon, thyreotropin releasing hormon;
proopiomelanocortin-eredetű
peptidek:
adrenocorticotrop
hormon,
melanocita stimuláló hormon, β-endorphin; egyéb opioid peptidek: a növekedési faktorok széles skálája, vazopresszin, oxitocin, szerotonin, transzport proteinek, sejtadhéziós
faktorok,
stb.)
termelnek.
Ezen
anyagok
vagy
közvetlenül
visszahatnak magára a hormont szekretáló sejtre (autokrin hatás) vagy a termelődés közvetlen közelében elhelyezkedő, más sejttípus funkcionális aktivitását befolyásolják (parakrin hatás) (Saez, 1994; Skinner, 1991; Schlatt és mtsai., 1997). Újabb kísérleti adatok a két szabályozó mechanizmus közötti kölcsönhatásra
utalnak.
A
szerv
farmakológiai
(6-hidroxidopamin,
5,6-
dihidroxitriptamin) vagy sebészi úton (vasectomia, mely során a n. spermaticus inferior átmetszésre kerül) történt részleges denervációja esetében a herében termelődő egyes biológiailag aktív anyagok (opioid peptidek, oxitocin) által megvalósuló helyi szabályozás eltérő az intakt herékben észlelt hatásoktól (Gerendai és mtsai, 1989; Gerendai és mtsai., 1992; Gerendai és mtsai, 1996; ). A megfigyelések arra utalnak, hogy a herét ellátó idegek modulálják a lokális szabályozó faktorok hereműködésre kifejtett hatását. Jelenlegi ismereteink szerint, a klasszikusnak tekinthető neuroendokrin-endokrin rendszer, összhangban az idegi és a lokális finomszabályozó mechanizmussal,
55
továbbá a szabályozó rendszerek közötti kölcsönhatás együttesen felelős a hereműködés szabályozásáért (24. ábra).
56
24. ábra A központi idegrendszer-adenohypophysis-here rendszer működésében szerepet játszó szabályozó mechanizmusok egyszerűsített sémás ábrája. Az adenohypophysisen és a herén belüli nyilak a lokális szabályozást jelzik.
57
8. KÖVETKEZTETÉSEK 1. Az irodalmi adatok és saját kísérleteink eredményei azt mutatják, hogy az extrahypothalamikus
struktúrák
résztvesznek
a
hereműködés
szabályozásában. 2. Az
amygdalával
kapcsolatos
vizsgálataink
megerősítették
a
korábbi
megfigyeléseket és további, új adatokkal járultunk hozzá a mag tesztoszteronszekréciót szabályozó szerepére vonatkozóan. 3. Az inzuláris kéreg - szemben az amygdalával - kifejezett, funkcionális aszimmetriát (jobb oldali predominanciát) mutat. 4. A két agyféltekét összekötő commissurális rendszer, a corpus callosum tartalmaz olyan rostokat, melyek különböző mértékben befolyásolják a jobb és bal here működését. 5. A
paramedián
sagittális
metszés
és
a
corpus
callosum
átmetszés
hereműködésre kifejtett hatásáról, elsőként szolgáltattunk kísérletes adatokat. 6. A
vizsgált
extrahypothalamikus
struktúrák
részben
a
hypothalamo-
hypophyseo-testiculáris tengelyen, másrészt, közvetlen idegi úton hatnak a here működésére. A
disszertációban
összefoglalt
kísérleti
eredmények
közelebb
vittek
a
hereműködés extrahypothalamikus szabályozásának megértéséhez, valamint további adatokat szolgáltattunk a here közvetlen idegi szabályozását illetően és a szabályozásban résztvevő struktúrák aszimmetriájára vonatkozóan.
58
9. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Szeretném köszönetemet kifejezni mindazoknak, akik munkámban támogattak. Kiemelt köszönettel tartozom témavezetőmnek, Dr. Gerendai Ida professzor asszonynak a szakmai irányításért és a közös munkáért. Tiszteletteljes hálámat szeretném kifejezni Dr. Halász Béla akadémikus úrnak, aki felbecsülhetetlenül hasznos tanácsaival nyújtott segítséget. Köszönöm az Országos Idegsebészeti Tudományos Intézet igazgatójának, Dr. Nyáry István professzor úrnak a megértő és önzetlen támogatást, mely nélkül e munka nem jöhetett volna létre. Köszönöm továbbá a Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Igazgatójának, Dr. Oláh Imre professzor úrnak a lehetőséget, hogy az általa vezetett intézetben minden segítséget megkapva végezhettem munkámat. Köszönöm Dr. Csernus Valér professzor úrnak mind a meghatározásokban, mind kritikai észrevételei által nyújtott segítségét.
hormon-
Dr. Csaba Zsolt barátomnak is köszönettel tartozom azért, hogy bevezetett a kísérletes neuroendokrinológia rejtelmeibe. Köszönöm végül Márton Csillának és Bokor Viktóriának a rendkívül értékes technikai együttműködést, valamint összes munkatársamnak a támogató légkört, mellyel megkönnyítették munkámat.
59
10. IRODALOMJEGYZÉK
Advis, J.P., Ahmed, C.E., Ojeda, S.R.: Direct hypothalamic control of vasoactive intestinal peptide (VIP) levels in the developing rat ovary. Brain Res 22: 605610 (1989). Amaducci, L., Sorbi, S., Albanese, A., Gainotti, G.: Choline acetyltransferase (ChAT) activity differs in right and left human temporal lobes. Neurology 31: 799-805 (1981). Bakalkin, G.Y., Tsibezov, V.V., Sjutkin, E.A., Veselova, S.P., Novikov, I.D., Krivosheev, O.G.: Lateralization of LHRH in rat hypothalamus. Brain Res 296: 361-364. (1984). Bear, D. and Fedio, P.: Quantitative analysis of interictal behavior in temporal lobe epilepsy. Arch Neurol 34: 454-467 (1977). Ben-Ari, Y.: Limbic seizure and brain damage produced by kainic acid: mechanisms and relevance to human temporal lobe epilepsy. Neuroscience 14: 375-403 (1985). Ben-Ari, Y., Tremblay, E., Ottersen, O.P.: Injections of kainic acid into the amygdaloid complex of the rat: an electrographic, clinical and histological study in relation to the pathology of epilepsy. Neuroscience 5: 515-528 (1980). Ben-Ari, Y., Lagowaska, J., Tremblay, E., Le Gal La Salle, G.: A new model of focal status epilepticus: intraamygdaloid application of kainic acid elicits repetitive secondary generalized convulsive seizures. Brain Res 163: 176-179 (1979 a). Ben-Ari, Y., Tremblay, E., Ottersen, O.P., Naquet, R.: Evidence suggesting secondary epileptic lesions after kainic acid: pretreatment with diazepam reduces distant but no focal brain damage. Brain Res 165: 362-365 (1979 b).
60
Borson-Chazot, F., Jordan, D., Fevre-Montagne, M., Kopp, N., Tourniaire, J., Rouzioux, J.M., Veisseire, M., Mornex, R.: TRH and LHRH distribution in discrete nuclei of the human hypothalamus: Evidence for a left prominence of TRH. Brain Res 382: 433-436 (1986). Buys, R.M.: Intra- and extrahypothalamic vasopressin and oxytocin pathways in the rat. Pathways to the limbic system, mebula oblongata and spinal cord. Cell Tissue Res 192: 423-435 (1978). Campos, M.B., Chiocchio, S.R., Calandra, R.S., Ritta, M.N.: Effect of bilateral denervation of the immature rat testis on testicular gonadotropin receptors and in vitro androgen production. Neuroendocrinology 57: 189-194 (1993). Carillo, A.J. and Peppler, R.D.: The effect of amygdaloid and hippocampal lesion on compensatory ovulation and pro-estrus gonadotropin levels in the rat. Endokrinologie 75: 147-153 (1980). Cechetto, D.F., Saper, C.D.: Role of the cerebral cortex in autonomic function. In: Central Regulation of Autonomic Function. Loewy, A.D., Saper, K.M. (eds.), Oxford Univ. Press, New York, pp. 208-223 (1990). Clayton, R.N. and Catt, K.J.: Gonadotropin-releasing hormone receptors: characterization, physiological regulation and relationship to reproductive function. Endocr Rev 2: 186-209 (1981). Coslett, H.B. and Heilman, K.M.: Male sexual function: Impairment after right hemisphere stroke. Arch Neurol 43: 1036-1039 (1986). Cruz, M.E., Jamarillo, L.P., Dominguez, R.: Asymmetric ovulatory response induced by a unilateral implant of atropine in the anterior hypothalamus of cyclic rat. J Endocrinol 123: 437-439 (1989). Csaba,
Z.,
Csernus,
V.,
Gerendai,
I.:
Intratesticular
serotonin
affects
steroidogenesis in the rat testis. J Neuroendocrinol 10: 371–376 (1998). Csernus, V.: Antibodies of high affinity and specificity for radioimmunological determination of progesterone, testosterone and estradiol-17b. In: Advances in
61
Steroid Analysis. Görög, S. (ed.), Akadémiai Kiadó, Budapest, pp. 171-177 (1982). Drislane, F.W., Coleman, A.E., Schomer, D.L., Ives, J., Levesque, L.A., Seibel, M.M., Herzog, A.G.: Altered pulsatile secretion of luteinizing hormone in women with epilepsy. Neurology 44: 306-310 (1994). Dufau, M.L. and Catt, K.J.: Gonadotropin receptors and regulation of steroidogenesis in the testis and ovary. Vitam Horm 36: 461-592 (1978). Edwards, H.E., Burham, W.M., MacLusky, N.J.: Partial and generalized seizures affect reproductive physiology differentially in the male rat. Epilepsia 40: 14901498 (1999). Edwards, H.E., MacLusky, N.J., Burnham, W.M.: The effect of seizures and kindling on reproductive hormones in the rat. Neurosci Biobehav Rev 24: 753762 (2000). Engel, J.jr., Brown, W.J., Kuhl, D.E., Phelps, M.E., Mazziota, J.C., Crandall, P.H.: Pathological findings underlying focal temporal lobe hypometabolism in partial epilepsy. Ann Neurol 12: 510-517 (1982). Falconer, M.A., Serafetinides, E.A. and Corsellis, J.A.N.: Etiology and pathogenesis of temporal lobe epilepsy. Arch Neurol 10: 233-248 (1964). Fisher, R.S.: Animal models of the epilepsies. Brain Res Rev 14: 245-278 (1989). Flor-Henry, P.: Lateralized temporal-limbic dysfunction and psychopathology. Ann NY Acad Sci 28: 777-795 (1976). Frankel, A.I., Chapman, J.C., Book, B.: Testes are asymmetric in the testicular hemicastration response of the male rat. J Endocrinol 122: 485–488 (1989). Fredricsson, B., Carlström, K., Kjessler, B., Lindstedt, J., Plöen, L., Ritzén, M., de la Torre, B.: Incomplete androgen insensitivity: Asymmetry in morphology and steroid profile and metabolism of the gonads. Acta Endocrinol 110: 564-571 (1985).
62
Fukuda, M., Yamanouchi, K., Nakano, Y., Furuya, H. and Arai, Y.: Hypothalamic laterality in regulating gonadotropic function: unilateral hypothalamic lesion and compensatory ovarian hypertrophy. Neurosci Lett 51: 365-370 (1984). Galaburda, A.M., LeMay, M., Kemper, T. and Geschwind, N.: Right-left asymmetries in the brain. Science 199: 852-856 (1978). Gerendai,
I.:
Less
severe
ovarian
atrophy
in
hypophysectomized
hemioveriectomized rats than in hypophysectomized animals with two ovaries. Neuroendocrinology 29: 346-349 (1979). Gerendai, I.: Unilateral isolation of the medio-basal hypothalamus interferes with compensatory
ovarian
growth
following
unilateral
ovariectomy.
Neuroendocrinology Letters 2: 39-43 (1980). Gerendai, I.: Lateralization of neuroendocrine control. In: Cerebral Dominance. Geschwind, N., Galaburda, A.M. (eds.), Biological Foundations. Harvard Univ. Press, Cambridge, pp. 167-178 (1984). Gerendai, I. and Halász, B.: Hemigonadectomy-induced unilateral changes in the protein-synthesizing
activity
of
the
hypothalamic
arcuate
nucleus.
Neuroendocrinology 21: 331-337 (1976). Gerendai, I. and Rácz, K.: Differences in the RNA-synthesizing activity between the two sides of the hypothalamic arcuate neurons following unilateral orchidectomy. Acta Biol Acad Sci Hung 26: 229 –231 (1975). Gerendai,
I.,
Csaba
Zs.,
Csernus,
V.:
Testicular
injection
of
5,6-
dihydroxytryptamine or vasectomy interferes with the local stimulatory effect of oxytocin on testicular steroidogenesis in immature rats. Neuroendocrinology 63: 284-289 (1996). Gerendai, I., Nemeskéri, A., Csernus, V.: The effect of neonatal vasectomy on testicular function. Andrológia 18: 353-359 (1986).
63
Gerendai, I., Nemeskéri, A., Csernus, V.: Vasectomy modulates the local effect of intratesticular opioids on the gonad of immature rats. Neuroendocrinology: 56: 295-299 (1992). Gerendai, I., Csaba, Zs., Vokó, Z., Csernus, V.: Effect of unilateral deafferentation in the medial basal portion of the temporal lobe on the hypophyseo-ovarian axis in rat: an age-dependent lateralized control mechanism. Brain Res 619: 173-179 (1993). Gerendai, I., Csaba, Zs., Vokó, Z., Csernus, V.: Involvement of a direct neural mechanism in the control of gonadal functions. J Steroid Biochem Mol Biol 53: 299-305 (1995). Gerendai, I., Kiss, J.,Molnár, J., Halász, B.: Further data on the existence of a neural pathway from the adrenal gland to the hypothalamus. Cell Tiss Res 153: 559-564 (1974). Gerendai, I., Nemeskéri, A., Csernus, V., Halász, B.: Effect of simultaneous local injection of the 6-hydroxydopamine and naloxone on the testis of the neonatal rats. Andrologia 21: 449-455 (1989) Gerendai, I., Rotsztejn, W., Marchetti, B., Kordon, C., Scapagnini, U.: Unilateral ovariectomy-induced luteinizing hormone-releasing hormone content changes in the two halves of the mediobasal hypothalamus. Neurosci Lett 9: 333-336 (1978). Gerendai, I., Tóth, I.E., Boldogkői, Z., Medveczky, I., Halász, B.: Central nervous system structures labeled from the testis using the transsynaptic viral tracing method, J Neuroendocrinol 12: 1087–1095 (2000). Gloor, P., Olivier, A., Quesnay, L.F.: The role of the amygdala in the expression of psychic phenomena in temporal lobe seizures. In: The Amygdaloid Complex. Ben-Ari Y. (ed.), Elsevier/North-Holland, Amsterdam, pp. 485-498 (1981).
64
Halász, B. and Szentágothai, J.: Histologischer Beweis einer nervösen SignalÜbermittlung von der Nebennieren-rinde zum Hypothalmus. Z Zellforsch mikrosk Anat 50: 297-306 (1959). Herzog, A.G.: Intermittent progesterone therapy and frequency of complex partial seizures in women with menstrual disorders. Neurology 36: 1607-1610 (1986). Herzog, A.G.: Clomiphene therapy in epileptic women with menstrual disorders. Neurology 38: 432-434 (1988). Herzog, A.G.: A relationship between particular reproductive endocrine disorders and the laterality of epileptiform discharges in women with epilepsy. Neurology 43: 1907-1910 (1993). Herzog, A.G., Seibel, M.M., Schomer, D.L., Vaitukaitis, J.L., Geschwind, N.: Reproductive endocrine disorders in men with partial seizures of temporal lobe origin. Arch Neurol 43: 347-350 (1986 a). Herzog, A.G., Seibel, M.M., Schomer, D.L., Vaitukaitis, J.L., Geschwind, N.: Reproductive endocrine disorders in women with partial seizures of temporal lobe origin. Arch Neurol 43: 341-346 (1986 b). Herzog, A.G., Drislane, F.W., Schomer, D.L., Levesque, L.A., Ives, J., Blume, H.W., Dubuisson, D., Cosgrove, G.R.: Abnormal pulsatile secretion of luteinizing hormone in men with epilepsy: relationship to laterality and nature of paroxysmal discharges. Neurology 40: 1557-1561 (1990). Hopkins, D.A. and Holstege, G.: Amygdaloid projections to the mesencephalon, pons and medulla oblongata in the cat. Expl Brain Res 32: 529-547 (1978). Inase, Y. and Machida, T.: Differential effects of right-sided and left-sided orchidectomy on lateral asymmetry of LHRH cells in the mouse brain. Brain Res 580: 338-340 (1992). Jasper, H. and Kershmann, J.: Electroencephalographic classification of the epilepsies. Archs Neurol Psychiat 45: 907-943 (1941).
65
Kaada, B.: Stimulation and regional ablation of the amygdaloid complex with reference to functional representations. In: The Neurobiology of the Amygdala. Eleftheriou, B.E. (ed.), Plenum Press, New York, pp. 205-281 (1972). Kawakami, M., Hayashi, R., Kubo, K., Nagasse, M., Uekura, T.: Involvement of ovarian innervation in steroid secretion. Endocrinology 109: 136-145 (1981). Koikegami, H., Yamada, T., Usui, K.: Stimulation of the amygdaloid nuclei and periamygdaloid cortex with special reference to its effects on uterine movements and ovulation. Folia Psychiat Neurol Jpn 8: 7-31 (1954). Liuten, P.G.M., terHorst, G.J., Karst, H., Steffens, A.B.: The course of paraventicular hypothalamic efferents to autonomic structures in medulla and spinal cord. Brain Res 329: 374-378 (1985). Logothetis, J., Harner, R., Morell, F.: The role of estrogens in catamenial exacerbation of epilepsy. Neurology 9: 352-360 (1958). Longo, L.P.S. and Saldana, L.E.G.: Hormones and their influence in epilepsy. Acta Neurol Lat-am 12: 29-47 (1969). McDonald, A.J.: Projections of the intermediate subdivision of the central amygdaloid nucleus to the bed nucleus of stria terminalis and medial diencephalon. Neurocsi Lett 85: 285-290 (1988). Merchenthaler, I., Sétáló, Gy., Csontos, Cs., Petrusz, P., Flerkó, B., Negro-Vilar, A.: Combinated retrograde tracing and immunocytochemical identification of luteinizing hormone-releasing hormone- and somatostatin-containing neurons projecting to the median eminence of the rat. Endocrinology 125: 2812-2821 (1989). Mizunuma, H., DePalatis, L.R., McCann, S.M.: Effect of unilateral orchidectomy on plasma FSH concentration: evidence for a direct connection between the testes and CNS. Neuroendocrinology 37: 291-296 (1983). Moga, M.M. and Saper, C.B.: Neuropeptide-immunoreactive neurons projecting to the paraventicular nucleus in rat. J Comp Neurol 346: 137-150 (1994).
66
Moran, J.L., Cruz, M.E., Dominguez, R.: Differences in the ovulatory response to unilateral lesions in the preoptic and anterior hypothalamic area performed on each day of the estrous cycle of adult rats. Brain Res Bull 33: 663-668 (1994) Nadler, J.V.: Kainic acid as a tool for the study of temporal lobe epilepsy. Life Sci 29: 2031-2042 (1981). Nance, D.M. and Moger, W.H.: Ipsilateral hypothalamic deafferentation blocks the increase in serum FSH following hemicastration. Brain Res Bull 8: 299-302 (1982). Nance, D.M., Bhargava, M., Myatt, A.: Further evidence for hypothalamic asymmetry in endocrine control of the ovary. Brain Res Bull 13: 651-655 (1984). Nance, D.M., White, K.P., Moger, W.H.: Neural regulation of the ovary: evidence for hypothalamic asymmetry in endocrine control. Brain Res Bull 10: 353-355 (1983). Nicoletti, F., Speciale, C., Sortino, M.A., Summa, G., Caruso, G., Patti, F., Canonico, P.L.: Comparative effects of estradiol benzoate, the antiestrogen clomiphene acetate on kainic acid-induced seizures in male and female rats. Epilepsia 26: 252-257 (1985). Nordeen, E.J. and Yahr, P.: Hemispheric asymmetries in the behavioral and hormonal effects of sexually differentiating mammalian brain. Science 218: 391-393 (1982). Ogilvie, K. and Rivier, C.: The intracerebroventricular injection of interleukin-1 b blunts the testosterone response to human chorionic gonadotropin: Role of prostaglandin- and adrenergic-dependent pathways. Endocrinology 139: 3088– 3095 (1998). Paxinos, G. and Watson, C.: The rat brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, San Diego/London (1997).
67
Pfaff, D.W. and Keiner, M.: Estradiol-concentrating cells in the rat amygdala as part of a limbic-hypothalamic hormone-sensitive system. In: The Neurobiology of the Amygdala. Eleftheriou, B.E. (ed.), Plenum Press, New York, pp. 775-792 (1973). Plaut, S.M.: Testicular morphology in rats vasectomized as adults. Science 181: 554-555 (1973). Price, J.R.: The efferent connections of the amygdaloid complex in the rat, cat and monkey. In: The Amygdaloid Complex. Ben-Ari, Y. (ed.), Elsevier/NorthHolland, Amsterdam, pp. 125-132 (1981). Price, J.L., Russchen, F.T., Amaral, D.G.: The limbic region II: The amygdaloid complex. In: Handbook of Chemical Neuroanatomy. Vol. 5: Integrated Systems of the CNS, Part I. Björklund, A., Hökfelt, T., Swanson, L.W. (eds.), Elsevier Science Publishers, B.V., pp. 279-388 (1987). Renaud, L.P.: Influence of amygdala stimulation on the activity of identified tuberoinfundibular neurones in the rat hypothalamus. J Physiol (London) 260: 237-252 (1976). Roy, E.J. and Lynn, D.M.: Asymmetry in responsiveness of the hypothalamus of the female rat to estradiol. Physiol Behav 40: 267-269 (1987). Saez, J.M.: Leydig cells: endocrine, paracrine, and autocrine regulation. Endocr Rev 15: 574-626 (1994). Sanchez, M.A. and Dominguez, R.: Differential effects of unilateral lesions in the medial amygdala on spontaneous and induced ovulation. Brain Res Bull 38: 313-317 (1995). Sawyer, C.H.: Functions of the amygdala related to the feedback actions of the gonadal steroid hormones. In: The Neurobiology of the Amygdala. Eleftheriou, B.E. (ed.), Plenum Press, New York, pp. 745-762 (1973). Schalomon, P. M. and Wahlstein, D.: A precision surgical approach for complete or partial callosotomy in the mouse. Physiol Behav 57: 1199–1203 (1995).
68
Schlatt, S., Meinhardt, A., Nieschlag, E.: Paracrine regulation of cellular interactions in the testis: factors in search for a function. Eur J Endocrinol 137: 107-117 (1997). Schwanzel-Fukuda, M., Jorgenson, K.I., Bergen, H.T., et al.: Biology of normal luteinizing hormone-releasing hormone neurons during and after their migration from olfactory placode. Endocr Rev 13: 623-634 (1992). Setchell, B.P., Maddocks, S. and Brooks, D.E.: Anatomy, vasculature, innervation and fluids of the male reproductive tract. In: The Physiology of Reproduction Vol. 1., 2nd ed. Knobil, E., Neill, J.D. (eds.), Raven Press, New York, pp. 10631175 (1994). Sherwin, I.: Psychosis associated with epilepsy: significance of the laterality of the epileptogenic lesion. J Neurol Neurosurg Psychiatry 44: 83-85 (1981). Skinner, M.K.: Cell-cell interactions in the testis. Endocr Rev 12: 45-77 (1991). Smith, S.W. and Lawton, I.E.: Involvement of the amygdala in the ovarian compensatory hypertrophy response. Neuroendocrinology 9: 228-234 (1972). Sofroniew, M.V. and Weindl, A.: Extrahypothalamic neurophysin-containing perikarya, fiber pathways and fiber clusters in the rat brain. Endocrinology 102: 334-337 (1978). Sperk, G.: Kainic seizures in the rat. Prog Neurobiol 42: 1-32 (1994). Stumpf, W.E.: Steroid concentrating neurons in the amygdala. In: The Neurobiology of the Amygdala. Eleftheriou, B.E. (ed.), Plenum Press, New York, pp. 763-774 (1973). Sullivan, R.M. and Gratton, A.: Lateralized effects of medial prefrontal cortex lesions on neuroendocrine and autonomic stress responses in rats. J Neurosci 19: 2834-2840 (1999).
69
Swanson, L.W.: The hypothalamus. In: Björklund, A., Hökfelt, T., Swanson, L.W. (eds.), Handbook of Chemical Neuroanatomy, Vol. 5, Part I. Integrated Systems of the CNS. Elsevier, Amsterdam, pp. 1-124 (1987). Tanaka, S., Kondo, S., Tanaka, T., Yonemasu, Y.: Long-term observation of rats after unilateral intra-amygdaloid injection of kainic acid. Brain Res 463: 163167 (1988). Turnbull, A.V. and Rivier, C.: Inhibition of gonadotropin-induced testosterone secretion by the intracerebroventricular injection of interleukin-1b in the male rat. Endocrinology 138: 1008–1013 (1997). Velasco, M.E. and Taleisnik, S.: Release of gonadotropins induced by amygdaloid stimulation in the rat. Endocrinology 84: 132-139 (1960). Walsh K.: Neurophysiology: A Clinical Approach. Churchill Livingstone, Edinburgh, (1978). Weinstein, E.: Effect of brain damage on sexual behavior. Med Aspects Hum Sex 15: 158-164 (1981). Wray, S. and Hoffman, G.: A developmental study of the quantitative distribution of LHRH neurons within the central nervous system of postnatal male and female rats. J Comp Neurol 252: 522-531 (1986). Yamada, T. and Greer, M.A.: The effect of bilateral ablation of the amygdala on endocrine function in the rat. Endocrinology 66: 565-574 (1960). Yasui, Y., Breder, C.S., Saper, C.B., Cechetto, D.F.: Autonomic responses and efferent pathways from the insular cortex in the rat. J Comp Neurol 303: 355374 (1991). Zolovick, A.J.: Effects of lesions and electrical stimulation of the amygdala on hypothalamic-hypophyseal regulation. In: The Neurobiology of the Amygdala. Eleftheriou, B.E. (ed.), Plenum Press, New York, pp. 745-762 (1972).
70
11. AZ
ÉRTEKEZÉS KÖZLEMÉNYEK
TÉMÁJÁBAN
MEGJELENT
SAJÁT
I.
Banczerowski, P., Csaba, Zs., Csernus, V., Gerendai, I.: The effect of callosotomy on testicular steroidogenesis in hemiorchidectomized rats: A pituitary-independent regulatory mechanism. Brain Res Bull 53: 227232 (2000).
II.
Banczerowski, P., Csaba, Zs., Csernus, V., Gerendai, I.: Lesion of the insular cortex affects luteinizing hormone and testosterone secretion of rat. Lateralized effect. Brain Res 906: 25-30 (2001).
III.
Gerendai, I., Banczerowski, P.: Asymmetry of the neuroendocrine reproductive system. Endokrynologia Polska-Polish Journal of Endocrinology (in press)
IV.
Banczerowski, P., Csernus, V., Gerendai, I.: Unilateral paramediansagittal brain cut extending from the level of the anterior commissure to the midlevel of the third ventricle above the amygdala affects gonadal function in male rat: lateralized effect. Acta Biol Hung Vol.54., No. 1. (in press)
V.
Banczerowski, P., Csaba, Zs., Csernus, V., Gerendai, I.: Lesion of the amygdala on the right and left side suppresses testosterone secretion but only left-sided intervention decreases serum luteinizing hormone level. J Endocrinol Invest (in press)
71
