Metabolic regulation of fertility through presynaptic and postsynaptic signaling to gonadotropin-releasing hormone neurons.
J. Neurosci. 23, 8578-8585 (2003) | |
|
|
Хорошо известно, что голодание снижает фертильность, т.е. способность к зачатию. Эволюционный смысл этого явления заключается в том, что живым организмам невыгодно было производить большое число потомков при недостатке пищевых ресурсов. Каковы нейробиологические основы связи между питанием и фертильностью? Авторы представили данные, позволяющие по-новому взглянуть на эту проблему.
Нейроны, высвобождающие гипоталамический гонадотропный гормон (hypothalamic gonadotropin-releasing hormone – GnRH) являются основным связующим звеном между мозгом и репродуктивными органами. GnRH нейроны получают сигнал от ГАМК (гамма-аминомасляная кислота)-releasing нейронов. ГАМК обычно действует как тормозной нейротрансмиттер в зрелых нейронах, но на GnRH нейроны она действует как возбудительный нейротрансмиттер.
Sullivan et al. сначала предложили гипотезу, согласно которой голодание преобразует ГАМК-опосредованное возбуждение GnRH нейронов в торможение, однако это предположение не подтвердилось. После 48 часов голодания у самок мышей (что является достаточным для прекращения репродуктивного цикла) ГАМКА рецепторная активация все еще была возбудительной. После этого авторы задались вопросом – меняется ли активность пресинаптических ГАМК нейронов при голодании? Оказалось, что после голодания GnRH нейроны все еще имели спонтанные ГАМК-опосредованные возбудительные постсинаптические потоки (spontaneous GABA-mediated excitatory postsynaptic currents – sPSCs), но их частота была снижена. Некоторые ГАМК-releasing нейроны экспрессируют рецепторы для satiety hormone leptin и авторы показали, что обработка животных лептином может реверсировать эффект голодания и восстанавливать частоту sPSC.
Имеются также доказательства того, что leptin усиливает реакцию GnRH нейронов на активацию ГАМКА рецепторов. Авторы измеряли miniature PSCs (mPSCs) на срезах мозга сытых мышей. Срезы мозга были обработаны лептином, а также tetrodotoxin, который блокировал зависимые от активности сигналы из пресинаптических терминалей. Было обнаружено, что лептин не изменял частоту mPSCs, но увеличивал их амплитуду, темп нарастания и время затухания.
Таким образом, ГАМК-releasing нейроны переключают информацию о доступе «топлива» к GnRH нейронам. Оказалось, что лептин имеет двойственный эффект – он способствует высвобождению ГАМК из пресинаптических терминалей и заставляет постсинаптические GnRH клетки сильнее реагировать на ГАМК. Остается показать, экспрессируют ли GnRH нейроны лептиновые рецепторы, хотя функциональные данные предполагают такую возможность. Гипоталамические дисфункции часто ассоциируются с бесплодием у человека и авторы предполагают, что понимание того, каким образом ГАМК-опосредованная нейротрансмиссия модулируется в GnRH нейронах, может способствовать разработке новых терапевтических подходов к лечению бесплодия.
|