|
Gerendai Ida
Az ivarmirigyek központi idegrendszeri kapcsolatai
Az ivarmirigyek működésének idegi szabályozásában a kulcsszerepet az agyalap egy kicsiny, jól körülhatárolt területén, a hipotalamuszban elhelyezkedő idegsejtek által termelt hormon, a gonadotrop "hormon-releasing" hormon játssza. Ez a hormon az idegvégződésekből felszabadulva bekerül az agyalapi mirigyet ellátó erekbe, és a luteinizáló hormont (LH), illetve a follikulusz-stimuláló hormont (FSH) termelő sejteken hatva fokozza ezen hormonok érpályába való leadását. Az LH és az FSH az érrendszeren keresztül eljut az ivarmirigyekhez és azokban a nemi hormonok termelését, valamint az ivarsejtek (petesejt, hímivarsejt) érését váltja ki. Az utóbbi három évtizedben egyre több adat látott napvilágot arra vonatkozóan, hogy a központi idegrendszer (agy, gerincvelő) nemcsak a fenti mechanizmus útján, hanem az agy és az ivarmirigyek közötti idegpályán keresztül, idegi úton is képes befolyásolni az ivarmirigyek működését (1. ábra). E feltételezett mechanizmus igazolására feltétlenül szükséges volt az idegpálya létének bizonyítása. Az utóbbi évekig nem állt rendelkezésre olyan pályakövetési módszer, mely lehetővé tette volna egy hosszú, több idegsejtből és az azok közötti kapcsolódásokból - mintegy láncszemekből - felépülő idegpálya kimutatását. A közelmúltban bevezetett és általunk is alkalmazott vírusjelölési módszer lényege, hogy bizonyos, idegrendszert megtámadó vírusok a vírusfertőzés során az ugyanazon idegpályához tartozó idegelemek mentén terjednek.
1. ábra. Az ivarmirigyek szabályozásának leegyszerűsített sematikus ábrázolása. Az ábra bal oldalán a klasszikus és legfontosabb, hormonok útján közvetített mechanizmust mutatjuk (szaggatott vonalak). (A hipotalamuszban termelődő hormon, a GnRH szabályozza az agyalapi mirigy két hormonjának, az LH-nak és az FSH-nak az elválasztását, melyek az ivarmirigyek működését szabályozzák). Az ábra jobb oldalán az ivarmirigyek és az agy közötti idegi összeköttetést tüntettük fel (folyamatos vonalak)
Ennek a víruskövetési módszernek a segítségével kívántuk felderíteni a here, illetve egyéb, a hím szaporodási rendszerhez tartozó szervek (mellékhere, ondóvezeték), valamint nőstényben az emlő és a központi idegrendszer közötti idegpályát (2. ábra). Tanulmányoztuk továbbá, hogy egyes reproduktív szervek és a központi idegrendszer közötti idegpálya alkotásában részt vevő komponensekben bekövetkező változások (roncsolások, átmetszések, megváltozott reproduktív állapot) milyen hatással vannak a vírus által jelzett sejtcsoportok mintázatára, a fertőzött sejtek számára, illetve a hormon- (tesztoszteron-, LH-, FSH-) termelésre.
2. ábra. A vírusjelölési módszer lényegének és a vizsgálatok céljának sémás ábrázolása. A vizsgált szervbe adott vírust (zöld pöttyök) a szervben található idegvégződések felveszik, majd a vírus eljut az idegsejt-testbe, ahol elszaporodik és megfertőzi az idegpályához tartozó valamennyi idegsejtet a gerincvelőben és az agyban
Eredmények
Az idegrendszert támadó vírus herébe való befecskendezése után négy nappal fertőzött idegsejteket (szimpatikus és paraszimpatikus vegetatív sejtek) találtunk a gerincvelő bizonyos, jól meghatározott magasságában és sejtcsoportjában. Ezzel egy időben fertőzött idegsejtek mutatkoztak a nyúltvelőben elhelyezkedő bolygóideg-magokban. A fertőzés előrehaladtával további agytörzsi sejtcsoportok, valamint néhány hipotalamikus terület is tartalmazott vírusjelölt sejteket, majd néhány, a nagyagyhoz tartozó struktúrában is jelentkezett fertőzés. Ezek közül a legkifejezettebb a nagyagykéreg egy jól körülhatárolható területén (inzuláris kéreg) elhelyezkedő idegsejtek vírusfertőzöttsége volt (3. ábra, bal oldali kép).
3. ábra. A bal oldali képen bemutatunk vírusfertőzött idegsejteket patkány nagyagykérgében (inzuláris kéreg) (bekeretezett terület). A középső ábra sávolt területe az inzuláris kéregroncsolás sémás ábrázolása, a jobb oldali kép LCA-val jelzett területe a roncsolás szövettani képét mutatja
Vizsgáltuk a herével idegi kapcsolatban álló nagyagyi struktúrák közül az inzuláris kéregterület (3. ábra) és az agy halántéklebenyében elhelyezkedő, mandula alakú sejtcsoport, az amygdala hereműködés szabályozásában játszott szerepét. Az inzuláris kéreg, illetve az amygdala féloldali sértése befolyásolta a herék tesztoszteron-elválasztását, s ez a hatás a sértés oldaliságától függött (4. ábra).
4. ábra. Jobb oldali inzuláris kéregroncsolást követően a szérum tesztoszteronszintje szignifikánsan csökkent. Hasonló beavatkozás a bal oldalon hatástalan volt
A hím reproduktív rendszer járulékos szerveibe (mellékhere, ondóvezeték) adott vírus némi eltéréssel, de ugyanazon agyi struktúrák idegsejtjeit fertőzte meg, mint a herébe juttatott vírus. A különbséget a gerincvelőben észlelt eltérő mintázat és a nagyagyi struktúrák fertőzésmentessége jelentette. További kísérletekben az ondóvezetékkel idegi kapcsolatban álló agyi sejtcsoportok biokémiai természetét vizsgáltuk. Megfigyeltük, hogy az agytörzsi, noradrenalint termelő magvak egyes idegsejtjei azonosak voltak a vírusfertőzött sejtekkel (5. ábra).
5. ábra. Az agytörzs noradrenalint termelő idegsejtcsoportjáról készült fluoreszcens felvétel azután, hogy a vírust ondóvezetékbe adtuk be. A vírusfertőzött idegsejtek zöld (B), a noradrenalint szintetizáló idegsejtek piros (C) fluoreszcenciát, míg a vírusfertőzött, noradrenalint termelő idegsejtek sárga fluoreszcenciát mutatnak a kettős jelölődés következtében (A)
Vizsgáltuk a méhszarv központi idegrendszeri beidegzését ivarérett, nem terhes, terhes illetve szoptató patkányokban. Habár agyi fertőződés esetén ugyanazon agyi sejtcsoportok tartalmaztak vírusjelölt sejteket, a kísérleti csoportok között jelentős különbség mutatkozott a fertőzött állatok arányában: a szoptató állatok majdnem mindegyike fertőződött, míg a vemhes állatoknak csupán igen kis százaléka. A fertőzödési ráta szoros összefüggést mutatott azzal az ismert jelenséggel, mely szerint a terhesség alatt az idegelemek gyakorlatilag eltűnnek a méh falából, míg a szoptatás során az idegrostok túlburjánzása figyelhető meg.
Más vizsgálatokban a nőstény emlő felől fertőződő idegsejtek központi idegrendszeri elhelyezkedését tanulmányoztuk, szoptató és nem szoptató patkányban (6. ábra). A jelölődés mintázata hasonló volt a hím reproduktív szervek központi idegrendszeri kapcsolatainak tanulmányozása során megfigyeltekkel. A szoptatás nem befolyásolta a fertőzést.
6. ábra. Vírusfertőzött idegsejtek a hipotalamusz két területén - a paraventrikuláris sejtcsoportban (PVN) és a látóideg-kereszteződés mögötti területen (PCH) - azután, hogy a vírust emlőbe adtuk. 3V: harmadik agykamra
Tanulmányoztuk, hogy a petefészek és az agy közötti idegi kapcsolat - melynek részleteit már korábban leírtuk - egyik komponense, a bolygóideg átmetszése mennyiben módosítja az agyi vírusfertőzött sejtek mintázatát. A sértés után a gerincvelői idegsejtek fertőzöttsége nem változott, a nyúltvelőben elhelyezkedő, bolygóideghez tartozó sejtcsoportokban pedig a fertőzés teljes egészében hiányzott. Érdekes módon a bolygóideg átmetszését követően több agytörzsi és hipotalamikus sejtcsoportban csökkent a fertőzött idegsejtek száma. Az adatok arra utalnak, hogy a petefészek beidegzésében részt vevő struktúrák egy része a szimpatikus idegrendszeren (gerincvelőn át vezető út), más része a bolygóideg közvetítésével (paraszimpatikus rendszer), míg mások a vegetatív idegrendszer mindkét komponense mentén érik el a petefészket.
A vírusjelölési módszer segítségével elsőként szolgáltattunk adatokat a vizsgált reproduktív szervek központi idegrendszeri kapcsolatairól és feltérképeztük azon agyi struktúrákat, melyek feltehetően részt vesznek ezen szervek működésének szabályozásában.
A ganádok központi idegrendszeri kapcsolatainak strukturális és funkcionális elemzése - T32363
|
