مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
بررسی اثر استرادیول و هورمون رشد بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در میش-های بالغ با تغذیه محدود شده
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه شهید بهشتی
2 هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی تهران
3 استادیار علوم دامی موسسه عالی علمی کاربردی جهاد کشاورزی
چکیده
گرلین هورمونی اشتهازا است که به طور عمده از معده انسان ترشح میشود. استرادیول اثر منفی بر میزان گرلین دارد. هدف از این تحقیق بررسی اثر استرادیول و استرادیول بهمراه هورمون رشد بر میانگین غلظت گرلین در گوسفندان تحت تغذیه‌ی محدود شده میباشد. ده رأس گوسفند به طور تصادفی به دو گروه تقسیم شدند و طی یک هفته تحت جیرههای غذایی نرمال و محدود شده قرار گرفتند. دو گروه استرادیول (mg/kg ۲)( T.D)، استرادیول(mg/kg ۲) ( T.D) بهمراه هورمون رشد(0.1mg/kg)(I.V) را در روزهای ٧ و ٨ دریافت نمودند. میانگین غلظت گرلین بوسیلهی رادیوایمنواسی اندازهگیری شد. در گروه محدود شده میانگین غلظت گرلین در روز هفتم نسبت به روز اول افزایش نشان داد که از نظر آماری معنیدار بود(p≤0.05)، اما در گروه نرمال افزایش معنیدار مشاهده نشد. استرادیول منجر به کاهش معنیداری(p≤0.05) در هر دو گروه شد. تزریق همزمان استرادیول و رشد افزایش معنیداری(p≤0.05) در دو گروه نشان داد. در نتیجه میتوان گفت محدودیت غذایی باعث افزایش میزان گرلین میشود. استرادیول اثر منفی بر ترشح گرلین دارد. هورمون رشد اثر افزایشی بر ترشح گرلین دارد و این اثر افزایشی قویتر از اثر کاهشی استرادیول بر میزان گرلین میباشد. شایان ذکر است که تأثیر همزمان این دو هورمون تا کنون در گوسفند بررسی نشده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
The effect of Estradiol and growth hormone on mean plasma Ghrelin concentration in adult sheeps with food restriction
نویسنده [English]
- homayun khazali 2
چکیده [English]
Ghrelin is an Orexigenic hormone that mainly secreted from human gastric cells. Estraidol has a negative effect on the secretion of these hormone. The goal of the present study was to investigate the effect of Estradiol and simultaneous injection of Estradiol and Growth hormone on mean Ghrelin concentration in Sheeps that are fed with either restricted or non restricted diets. In this study 10 sheep were randomly divided in two groups (n=5) and were fed either by restricted or non restricted diets for a week. Animals in both groups received Estradiol (2mg/kg) and simultaneous injection of Estradiol (2 mg/kg) and GH (0.1 mg/kg), on 7th and 8th day of the experiment respectively. Ghrelin concentration was determined by RIA. In the restricted group, Ghrelin concentrations increased significantly on the 7th of the experiment, compared to the 1st day (p≤0.05).While in the non restricted group, no significant change was observed. Estradiol significantly decreased Ghrelin levels after injection compared to before injection in both groups (p≤0.05). In both groups, simultaneous injection of Estradiol and GH increased Ghrelin concentration significantly. Food restriction lead to increases in levels of Ghrelin. Estradiol has a negative effect on Ghrelin secretion. Growth hormone exert a stimulatory effect on Ghrelin secretion and this effect is stronger than the reducing effect of Estradiol on Ghrelin concentration. However, the effect of 17-b-Estradiol with Growth hormone on mean plasma concentration of Ghrelin in Sheep has never been examined therefore.
کلیدواژه‌ها [English]
- "Ghrelin "
- "Estradiol "
- "growth hormone"
- " adult sheep"
بررسی اثر استرادیول و هورمون رشد بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در میشهای بالغ با تغذیه محدود شده
گلناز بهداوند1*، همایون خزعلی1 و حسین رکنی2
1 تهران، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده زیست شناسی
2 تهران، مؤسسه عالی علمی کاربردی جهاد کشاورزی
تاریخ دریافت: 18/5/92 تاریخ پذیرش: 16/2/94
چکیده
گرلین هورمونی اشتهازا است که به طور عمده از معده انسان ترشح میشود. استرادیول اثر منفی بر میزان گرلین دارد. هدف از این تحقیق بررسی اثر استرادیول و استرادیول بهمراه هورمون رشد بر میانگین غلظت گرلین در گوسفندان تحت تغذیه محدود شده میباشد. ده رأس گوسفند به طور تصادفی به دو گروه تقسیم شدند و طی یک هفته تحت جیرههای غذایی نرمال و محدود شده قرار گرفتند. دو گروه استرادیول (mg/kg ۲)( T.D)، استرادیول(mg/kg ۲) ( T.D) بهمراه هورمون رشد (0.1mg/kg) (I.V) را در روزهای ٧ و ٨ دریافت نمودند. میانگین غلظت گرلین بوسیلهی رادیوایمنواسی اندازهگیری شد. در گروه محدود شده میانگین غلظت گرلین در روز هفتم نسبت به روز اول افزایش نشان داد که از نظر آماری معنیدار بود(p≤0.05)، اما در گروه نرمال افزایش معنیدار مشاهده نشد. استرادیول منجر به کاهش معنیداری(p≤0.05) در هر دو گروه شد. تزریق همزمان استرادیول و رشد افزایش معنیداری(p≤0.05) در دو گروه نشان داد. در نتیجه میتوان گفت محدودیت غذایی باعث افزایش میزان گرلین میشود. استرادیول اثر منفی بر ترشح گرلین دارد. هورمون رشد اثر افزایشی بر ترشح گرلین دارد و این اثر افزایشی قویتر از اثر کاهشی استرادیول بر میزان گرلین میباشد. شایان ذکر است که تأثیر همزمان این دو هورمون تا کنون در گوسفند بررسی نشده است.
واژه های کلیدی: گرلین، استرادیول، هورمون رشد، گوسفند
* نویسنده مسئول، تلفن: 09135753168، پست الکترونیکی: G_behdavand@yahoo.ocm
مقدمه
گرلین یک پپتید معده ای معده ای-مغزی است که یک لیگاند درونزاد برای رسپتور GHSR-a هورمون رشد میباشد. گرلین دارای ساختمان منحصر به فردی است که به سرین شماره 3 آن یک اسید چرب متصل شده است و این فرایند برای انجام عمل بیولوژیکی آن ضروری است. گرلین هورمونی اشتهازاست، مهم ترین فاکتور برای ترشح گرلین تغذیه است طوری که غلظت پلاسمایی آن طی روزه داری و گرسنگی افزایش و با دریافت غذا کاهش مییابد(22). اثر تحریکی گرلین بر روی تغذیه از طریق تأثیر آن بر روی NPY (نوروپپتید Y) و AGRP (پپتید وابسته به آگوتی) اعمال میشود، گرلین سبب افزایش سنتز نوروپپتیدهای NPYو AGRP در هستههای کمانی هیپوتالاموس میشود که NPY و AGRP نیز به نوبه خود سبب افزایش سیگنالهای گرسنگی و در نتیجه افزایش اشتها میشود(31). مساله مهم در مورد گرلین این است که آیا تفاوت های جنسی در اثرات اشتهازایی گرلین مؤثرند یا خیر، مهمترین تفاوتهای جنسی عمدتا به وسیلهی استرادیول (E2) میانجیگری میشود. از طرفی هورمونهای تخمدان به طور مؤثری تغذیه را در جنس نر و ماده کنترل میکنند که به طور عمده این کار توسط اثرات E2 صورت میگیرد(4). در رتها و موشها، E2اثرات مهاری روی وزن بدن و میزان مصرف غذای روزانه در سراسر سیکل تخمدانی اعمال میکند همچنین اثرات مهاری مرحلهای یا دورهای طی دوران قبل از تخمک گزاری ایجاد میکند و حذف این اثر منجر به افزایش قند خون وچاقی میشود (15). کاهش مشابه در مصرف غذای روزانه طی دوران قبل از تخمک گزاری و همچنین افزایش اشتها که بعد از دوران یائسگی در خانم ها رخ می دهد ممکن است همسو با اثرات E2در جانوران باشد(7). E2 همچنین اثر اشتهازایی (intra-third ventricular) i3vt گرلین را در رتهای نر کاهش میدهد و این موضوع نشان میدهد که اثرات استروژنیک در هر دو جنس وجود دارد. همچنین در رتها و موشها i3vt گرلین غذا خوردن را طی 1Diestrus وDiestrus 2 افزایش میدهد در حالی که در مراحل پرو استروس و استروس افزایش نمیدهد، ماکزیمم غذا خوردن طی دوران Diestrus و مینیمم غذا خوردن طی دوران استروس است. E2 همچنین اثرات اشتهازای گرلین را به وسیلهی کم کردن ترشح گرلین کاهش میدهد(14). Thammacharoen و همکارانش چنین بیان کردند که E2 اگزوژن با اثر بر نورونهای بیان کننده ER-آلفا در هسته tractussolitarius (NTS ) اثر منفی خود را روی غذا خوردن اعمال میکند(29) و تزریق گرلین به درون NTS اشتها را در رتهای نر افزایش میدهد(16). همچنین تزریق استروژن غلظت GHرا در سرم زنان یائسه(25) و در مادههای نابالغ دارای هیپوگونادیسم(27) افزایش میدهد و پیشنهاد شده است که گرلین ممکن است اثرات شناخته شده استروژن را بر محور GH میانجیگری کند(9). هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر هورمون 17-b-Estradiol و همچنین بررسی اثر همزمان هورمون رشد و17-b-Estradiol بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در گوسفند میباشد. تأثیر همزمان این هورمونها بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین تا کنون در گوسفند بررسی نشده است.
مواد و روشها
برای انجام این پژوهش از 10 گوسفند بالغ(kg40-30) از نژاد زندی که به طور تصادفی انتخاب شده بودند استفاده شد. سپس این حیوانات در دو گروه تحت رژیمهای غذایی نرمال و محدود شده( 50% از میزان غذای دریافتی روزانه گروه نرمال) قرار گرفتند. این تحقیق در ایستگاه اصلاح نژاد و پرورش گوسفند زندی واقع در منطقه خوجیر وابسته به جهاد کشاورزی انجام شد. دو گروه به مدت یک هفته تحت این جیره های غذایی بودند. به غیر از جیرههای غذایی تمامی شرایط محیط نگهداری برای هر دو گروه یکسان قرار داده شد. روز هفتم ابتدا نمونههای خونی اولیه با استفاده از ونوجکت های cc10 بدست آمد، سپس هورمون 17-بتا استرادیولmg/kg)2) به صورت زیرپوستی (Transdermal) با استفاده از سرنگ cc 5 تزریق شد و سپس نمونههای خونی ثانویه با استفاده از لولههای خلاءدار(ونوجکت) از رگ وداج گرفته شد. روز هشتم نیز ابتدا خونگیری انجام شد و سپس هورمون رشد (mg/kg0.1) به صورت درون وریدی (Intravenous) بهمراه 17-بتا استرادیول mg/kg)2) تزریق و سپس نمونههای خونی ثانویه دریافت شد. هر روز نمونههای خونی قبل و بعد از تزریق از طریق رگ وداج جمع آوری شد. دریافت نمونههای خونی اولیه ساعت 9:00، تزریق استرادیول 9:30، تزریق هورمون رشد 11:10 و دریافت نمونههای خونی ثانویه 11:30 هر روز صورت گرفت. پلاسمای نمونههای خونی توسط دستگاه سانتریفیوژ با سرعت 3000 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه جدا شد. سپس غلظت پلاسمایی هورمون گرلین در نمونهها با استفاده از کیتهای رادیوایمنواسی (تابشیار نور-ایران-تهران) اندازه گیری شد. برای تجزیه و تحلیل دادههای آماری بدست آمده از آزمون آماری t test جفت شده استفاده شد و نتایج بدست آمده تفسیر گردید. کلیه عملیات آماری به کمک رایانه و با استفاده از نرم افزار spss انجام شد.
نتایج
مطابق نتایج حاصل از آنالیز دادهها در گروه تحت جیرهی غذایی محدود شده میانگین غلظت گرلین در روز هفتم نسبت به روز اول افزایش نشان داد که از نظر آماری معنیدار بود. در گروه با جیرهی غذایی نرمال افزایش معنیدار در میانگین غلظت گرلین مشاهده نشد(نمودار 1). تزریق 17-بتا استرادیول mg/kg)2) در روز هفتم منجر به کاهش معنی داری در میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در هر دو جیره غذایی شد. همچنین مشاهده شد که تزریق 17-بتا استرادیول mg/kg)2) بهمراه هورمون رشد (mg/kg0.1) باعث افزایش معنی داری در میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در هر دو گروه با جیره غذایی نرمال و محدود شده گردید(نمودارهای 2و3).
نمودار 1- بررسی میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در روز 7 نسبت به روز 1 در دو گروه تحت جیرههای غذایی محدود شده و نرمال
نمودار 2- اثر تزریق استرادیول mg/kg)2) و استرادیول mg/kg)2) به همراه هورمون رشد(mg/kg0.1) بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در گروه تحت تغذیه محدود شده
نمودار 3- اثر تزریق استرادیول mg/kg)2) و استرادیول mg/kg)2) به همراه هورمون رشد(mg/kg0.1) بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در گروه تحت تغذیه نرمال
بحث
نتایج حاصل از آنالیز دادهها نشان داد که جیرهی غذایی محدود شده سبب افزایش معنیدار میانگین غلظت پلاسمایی هورمون گرلین در روز 7 نسبت به روز اول شد(P < 0/05 ). در حالی که جیرهی غذایی نرمال افزایش معنیداری در میانگین غلظت هورمون گرلین در روز 7 نسبت به روز اول آزمایش ایجاد نکرد. درنتیجه میتوان اینگونه استنباط کرد که گرسنگی منجر به افزایش میزان گرلین میشود. نتایج بدست آمده از این تحقیق منطبق بر نتایج مطالعات قبلی در جوندگان و پریماتها میباشد، تحقیقات متعدد پیشین نشان نیز نشان دادهاند که میزان گرلین پلاسما در شرایط محدودیت غذایی افزایش مییابد. میزان گرلین پلاسما و میزان mRNA گرلین معده طی محدودیت غذایی در رتهای باردار و رتهای مادهی با سیکل نرمال افزایش پیدا کرد(19). در نوزادان خوک نیز غلظت گرلین پس از 72 ساعت محدودیت غذایی بیشتر از میزان آن در 6 تا 48 ساعت پس از غذا خوردن بود(26،17). نتایج مشابهی در انسان(12)، گاو(20)، گوسفند(28) و در جوندگان(30) گزارش شده است. در انسان غلظت گرلین پلاسما کمی قبل از غذا خوردن به دو برابر میزانش افزایش مییابد و یک ساعت پس از مصرف غذا به سطح پایه بر میگردد(12). در ادامه به برخی از مکانیسمهای احتمالی درگیر در اثر محدودیت غذایی بر افزایش میزان گرلین اشاره شده است.
لپتین پپتید 167 اسیدآمینهای است که به طور عمده از بافت چربی سفید و به میزان کمتر توسط بافتهای دیگر نظیر بافت چربی قهوهای، تخمدان، جفت و غیره سنتز شده و از طریق مهار بیان پپتیدهای مغزی اشتها زا (NPY, Orexin, Galanin, AGRP, )و تحریک بیان پپتیدهای ضداشتها به عنوان هورمون ضد اشتها عمل میکند، نرونهای POMC (proopiomelanocortine) هستهی Arcuate جایگاه اولیهی اثر هورمون لپتین جهت ایجاد اثرات ضد اشتهایی آن میباشد. لپتین باعث مهار بیان mRNA گرلین در بافت معده میشود و همچنین باعث مهار بیان mRNA گرلین در پاسخ به تحریک استروژن معده میشود. تحت شرایط Fasitng (گرسنکی طولانی مدت) افزیش میزان گرلین همزمان با کاهش میزان لپتین و تضعیف اثر مهاری لپتین بر مسیر پیام رسانی NPY میتواند عامل اصلی ایجاد اشتها و محرک تغذیه باشد(18). گرلین علاوه بر افزایش اشتها، از طریق کاهش هورمون های تیروئیدی و متابولیسم پایه بدن نیز در ایجاد چاقی نقش مهمی ایفا می کند(1). تحقیقات نشان دادهاند که کاهش در میزان چربی بدن و همچنین میزان انسولین میتواند عامل ایجاد کاهش در سطح لپتین در شرایط Fasting باشد. برخی مطالعات نشان داده اند که حذف انسولین از سلولهای بافت چربی باعث کاهش چشمگیر محتوی mRNA لپتین در آنها میشود(18). انسولین هورمون 55 اسیدآمینهای است که از سلولهای بتای پانکراس ترشح میشود. انسولین به عنوان هورمون ضد اشتها عمل کرده و تزریق اگزوژن آن باعث کاهش بیان ژنهای تحریککننده دریافت غذا نظیر گرلین، NPY، AGRP و غیره و افزایش بیان ژنهای مهارکننده دریافت غذا نظیر لپتین، αMSH و غیره شده و به این ترتیب سبب کاهش اشتها و وزن بدن میشود(21). در مطالعهای که بوسیلهی Bunomo & Baile,1991 انجام شد محدودیت غذایی 48 ساعته باعث کاهش میزان انسولین در خوک های در حال رشد شد(11). همچنین تزریق گرلین به داوطلبان سالم انسانی سبب ایجاد احساس گرسنگی همراه با افزایش میزان گلوکز و به دنبال آن کاهش میزان انسولین شد(8). تزریق 17-β estradiol در روز هفتم آزمایش منجر به کاهش میانگین غلظت پلاسمایی گرلین در هر دو جیره غذایی شد. این نتایج منطبق بر نتایج تحقیقات پیشین مبنی بر اثر منفی استرادیول بر میانگین غلظت گرلین میباشد. طبق تحقیقات انجام شده تزریق استروژن در رتهای OVX (ovarectomized) منجر به کاهش تعداد سلولهای تولید کننده گرلین، سطحmRNA گرلین در معده و سطح گرلین پلاسما شد(24). برداشتن تخمدانها در موشهای Wild typeموجب افزایش وزن بدن و تمایل به خوردن میشود و نشان میدهد که برداشتن تخمدان موجب از بین رفتن اثر مهاری قوی استرادیول بر غلظت پلاسمایی گرلین میشود(6). از آنجایی که استرادیول اثر منفی بر بیان NPY و AGRP دارد و چون ارتباط مستقیمی بین بیان گرلین، NPY و AGRP وجود دارد(8) بنابراین استرادیول ممکن است تا حدودی اثرات اشتهازایی و در نتیجه افزایش گرلین را از طریق کاهش میزان بیانNPYو AGRP مهار کند. استرادیول تزریقی با اثر بر ERα در سلولهای بتای پانکراس سبب افزایش بیان و ترشح انسولین شده و از این طریق میزان گلوکز خون را کاهش میدهد(3). استرادیول سبب حساسیت بیشتر عملکرد غیر ارکسیژنیکی این نروپپتید میشود(10). همانطور که در قسمتهای قبل اشاره شد انسولین به عنوان هورمون ضد اشتها عمل کرده و تزریق اگزوژن آن باعث کاهش بیان ژنهای تحریککننده دریافت غذا نظیر گرلین، NPY، AGRP و غیره و افزایش بیان ژنهای مهارکننده دریافت غذا نظیر لپتین، αMSH و غیره شده و به این ترتیب سبب کاهش اشتها و وزن بدن میشود(21). تا کنون اثر تزریق هورمون رشد در نشخوارکنندگان با غلظت بالای استرادیول بر میزان ترشح گرلین گزارش نشده است، در این تحقیق ما اثر تزریق هورمون رشد بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین را در گوسفندان با غلظت بالای استرادیول بررسی کردیم. هورمون رشد جزء هورمونهای متابولیکی است که در تنظیم متابولیسم پروتئینها، کربوهیدراتها و چربی‌ها نقش داشته و رفتار تغذیهای را تحت تأثیر قرار میدهد. نشان داده شده است که هورمون رشد و گیرندههای آن در نواحی مغزی درگیر در تنظیم رفتار تغذیه، بالانس انرژی و انگیزه برای مصرف غذا نظیر هیپوتالاموس، هیپوکمپ و آمیگدال یافت میشود و این احتمال به وجود آمده است که هورمون رشد اثرات خود بر رفتار تغذیهای را از طریق این نواحی سیستم عصبی مرکزی(CNS) اعمال کند(5). نتایج اکثر تحقیقات قبلی مبنی بر این است که هورمون رشد دارای اثر مهاری بر میزان گرلین میباشد. در رتها به کار بردن GH باعث کاهش بیان و ترشح گرلین معده شد(13). تحقیقات نشان دادهاند در افرادی که تحت محدودیت غذایی قرار دارند با تزریق هورمون رشد و افزایش سطح پلاسمایی آن، سطح پلاسمایی گرلین کاهش مییابد. که این امر میتواند در اثر فیدبک منفی هورمون رشد بر میزان ترشح گرلین باشد(23). در ای میان برخی مطالعات دیگر نیز اثر مثبت هورمون رشد را بر میزان گرلین در گونه های دیگر معرفی نموده اند(2). مطابق نتایج بدست آمده از این تحقیق تزریق هورمون رشد در گوسفندان با غلظت بالای استرادیول در هر دو جیرهی غذایی منجر به افزایش میانگین غلظت پلاسمایی گرلین شد. از آنجا که ما اثر هورمون رشد بر ترشح گرلین را در گوسفندان با غلظت بالای استرادیول برای اولین بار بررسی کردیم تاکنون مطالعهای در این زمینه در نشخوارکنندگان یا گونههای دیگر صورت نگرفته است تا بتوانیم نتایج حاصل را با آنها مقایسه کنیم. در نهایت نتایج بدست آمده از این تحقیق نتایج تحقیقات قبلی را مبنی بر اثر کاهشی استرادیول بر میانگین غلظت پلاسمایی گرلین تایید می کند. همچنین بیان میکند که هورمون رشد نیز اثر مثبت بر ترشح گرلین دارد که این اثر مثبت قوی تر از اثر کاهنده استرادیول بر غلظت گرلین میباشد.
(علمی)', './data/animal/coversheet/211476100663.jpg'))
دوره 29، شماره 1 - شماره پیاپی 1
خرداد 1395صفحه 18-25
- تاریخ دریافت: 18 مرداد 1392
- تاریخ بازنگری: 12 اردیبهشت 1394
- تاریخ پذیرش: 16 اردیبهشت 1394