© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 1/2012, s. 72-77
*Elżbieta Wasilewska-Dziubińska1, Alina Gajewska3, Ewa Wolińska-Witort 1, Magdalena Chmielowska1, Lidia Martyńska1, Jerzy Elbanowski2
Ocena wpływu walproinianu sodu (VPA) na wydzielanie LH, FSH, PRL i TSH w hodowli pierwotnej komórek przedniego płata przysadki samic i samców szczura**
Evaluation of the influence of valproate (VPA) on LH, FSH, PRL and TSH secretion from primary anterior pituitary cells culture of female and male rats
1Zakład Neuroendokrynologii Klinicznej Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego
Kierownik Zakładu: dr hab. med. Wojciech Bik
2Zakład Informatyki Medycznej i Biomatematyki Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego
Kierownik Zakładu: dr n. tech. Alicja Cicha-Mikołajczyk
3Zakład Neuroendokrynologii, Instytut Fizjologii i Żywienia Zwierząt im. J. Kielanowskiego, Polska Akademia Nauk
Kierownik Zakładu: doc. dr hab. Alina Gajewska
Streszczenie
Walproinian sodu (VPA) – lek stosowany w leczeniu padaczki, może wywoływać zaburzenia w układzie rozrodczym u ludzi. Długotrwałe podawanie VPA samicom szczura może przyczynić się do powstawania torbieli jajnika i atrofii jąder u samców.
Wykazano również, że VPA hamuje konwersję testosteronu do estradiolu w izolowanych komórkach pęcherzykowych jajnika szczura i hamuje stymulowaną podaniem ludzkiej gonadotropiny kosmówkowej sekrecję testosteronu w izolowanych komórkach Leydiga z jąder szczura. Stwierdziliśmy również, że VPA hamuje stymulowane przez GnRH wydzielanie LH z izolowanych komórek przysadki zarówno samicy, jak i samca szczura.
Cel pracy. Celem podjętych badań była ocena wpływu VPA na podstawową syntezę LH, FSH, PRL i TSH na poziomie przysadki.
Materiał i metody. Doświadczenia przeprowadzono w warunkach hodowli pierwotnej komórek przedniego płata przysadki pobranych od samic (OVX+E2) oraz (OVX+OIL) i samców szczura rasy Wistar.
Po 24 godz. inkubacji z VPA 10 nM, VPA 100 nM, VPA 1000 nM oceniano wpływ VPA na syntezę gonadotropin, PRL i TSH, oznaczono met. RIA stężenie zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe rLH, rFSH, rPRL i rTSH w nadsączu i frakcji komórkowej.
Wyniki. Podczas 24 godz. stymulacji, VPA w zastosowanych dawkach nie wpływał na zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe stężenie LH, FSH, PRL i TSH w pierwotnej hodowli komórek przedniego płata przysadki samic i samców szczura.
Wnioski. Otrzymane wyniki wskazują na to, że VPA w stosowanych stężeniach nie wpływa na podstawową syntezę LH, FSH, PRL i TSH w pierwotnej hodowli komórek przedniego płata przysadki samic i samców szczura.
Summary
Valproate (VPA) – a drug used in the treatment of epilepsy, may induce reproductive disturbances in humans. Long-term VPA treatment can induce polycystic ovaries in female and testicular atrophy in male rats. VPA was also shown to inhibit the conversion of testosterone to estradiol in isolated porcine ovarian follicular cells and to reduce testosterone secretion stimulated by human chorionic gonadotrophin in isolated rat testicular Leydig cells. We also shown VPA to suppress GnRH-stimulated LH release from anterior pituitary cells of both female and male rats.
Aim. The aim of this study was to evaluate whether VPA may modulate basal LH, FSH, PRL and TSH synthesis directly at the pituitary level in the rats of both genders.
Material and methods. Pituitaries collected from female (OVX+E2 and OVX+OIL) and male Wistar rats were used for primary culture of anterior pituitary cells preparation and 24 h incubation in the presence of either VPA 10 nM, VPA 100 nM, or VPA 1000 nM, was performed. Then extracellular and intracellular concentrations in medium and cellular fraction of rLH, rFSH, rPRL and rTSH were determined by RIA method in order to estimate gonadotropins and PRL and TSH synthesis.
Results. During 24h stimulation VPA at applied doses did not affected extracellular and intracellular concentrations of LH, FSH, PRL and TSH in the primary culture of anterior pituitary cells of female and male rats.
Conclusions. These results indicated that VPA at applied doses does not affect basic synthesis of LH, FSH, PRL and TSH in the anterior pituitary cells of female and male rats in vitro.
Wstęp
Walproinian sodu (VPA) – lek stosowany w leczeniu padaczki, który może wywoływać szereg efektów ubocznych łącznie z zaburzeniami w układzie rozrodczym u ludzi.(1). U kobiet może przyczyniać się do powstania hyperandrogenizmu, zaburzeń miesiączkowania, torbielowatości jajników (2-5), u mężczyzn – do atrofii jąder i obniżenia jakości nasienia (5-7). VPA zarówno u kobiet (2-4), jak i u mężczyzn (6, 7) może przyczyniać się do zaburzeń wydzielania hormonów gonadowych, PRL (8) oraz do zaburzeń w wydzielaniu hormonów tarczycy (9).
Według Tauboll (10) doświadczenia przeprowadzone na zwierzętach powinny stanowić integralną część w badaniach zaburzeń układu rozrodczego występujących w padaczce, ponieważ pozwalają na oddzielenie wpływu padaczki na rozwój zaburzeń w układzie rozrodczym od wpływu stosowanych leków przeciwpadaczkowych.
Przeprowadzone badania na zwierzętach eksperymentalnych bez padaczki wykazały, że długotrwałe podawanie VPA (per os) samcom szczura, myszy (11-15) i kozła (16) prowadziło do zmniejszenia płodności, obniżenia jakości nasienia i atrofii jąder, a u samic szczura do torbielowatości jajników (17-20). Ponadto po długotrwałym podawaniu VPA (per os) obserwowano spadek wydzielania testosteronu i LH u szczurów (14) i u kozłów (16) i również u FSH szczurów (14). Nie zostało to jednak potwierdzone w innych doświadczeniach przeprowadzonych również na szczurach (21). We wcześniejszych naszych pracach wykazaliśmy, że podanie dożylne VPA owariektomizowanym (OVX) samicom szczura już po kilkudziesięciu minutach prowadziło do znamiennego obniżenia w surowicy krwi stężenia gonadotropin, PRL, TSH i GH (22, 23).
Wydaje się, że hamujący wpływ VPA na wydzielanie hormonów przysadkowych może być związany zarówno z bezpośrednim, jak i pośrednim wpływem VPA na przysadkę mózgową szczura. Według Roste i wsp. (21) jedynie przeprowadzenie badań na izolowanych preparatach tkankowych z gonad, przysadki i podwzgórza pozwoli na dokonanie oceny wpływu VPA na wydzielanie hormonów przysadkowo-gonadowych. Wiadomo że zakres terapeutycznych stężeń VPA w surowicy krwi u ludzi podczas leczenia padaczki mieści się w granicach 280 μM-690 μM i odpowiednio w strukturach mózgu w granicach 42 μM-190 μM (24). W warunkach hodowli przedniego płata przysadki szczura wykazano, że VPA w stężeniu 1 μM wywiera bezpośredni hamujący wpływ na wydzielanie ACTH (25). We wstępnych doświadczeniach przeprowadzonych również w warunkach pierwotnej hodowli komórek przedniego płata przysadki, po raz pierwszy wykazaliśmy, że VPA już w stężeniu 1 μM (a więc w stężeniu około 42-190 razy mniejszym od stężenia terapeutycznego w strukturach mózgu leczonych pacjentów) hamuje stymulowane przez GnRH wydzielanie LH z izolowanych komórek przedniego płata przysadki zarówno samca, jak i samicy szczura (26).
W dostępnym piśmiennictwie nie znaleziono prac zajmujących się badaniem wpływu VPA na syntezę i wydzielanie LH, FSH, PRL i TSH z przysadki mózgowej w warunkach hodowli komórkowej.
Cel pracy
Celem pracy była ocena bezpośredniego wpływu VPA na wydzielanie i syntezę LH, FSH, PRL i TSH z przysadki w warunkach hodowli komórek przedniego płata przysadki samic i samców szczura.
Materiał i metody
Doświadczenia przeprowadzono w warunkach hodowli pierwotnej komórek przedniego płata przysadki pozyskanych od dojrzałych płciowo samic szczura owariektomizowanych (OVX) i następnie estrogenizowanych (OVX + E2) oraz jako kontroli od samic szczura OVX traktowanych olejem nie zawierającym estrogenów (OVX + OIL) i samców szczura rasy Wistar. Zwierzęta przebywały w standartowych warunkach laboratoryjnych z wolnym dostępem do paszy granulowanej (Murigran) i wody pitnej (ad libitum).
Procedury eksperymentalne były zatwierdzone przez I Komisję Etyki ds. Doświadczeń na zwierzętach (Instytut Biologii Eksperymentalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Leśkiewicz M, Budziszewska B, Lasoń W: Endocrine effects of antiepileptic drugs. Przegląd Lekarski 2008; 65 (11): 795-798.
2. 1sojarvi JIT, Tauboll E, Tapanainen JS et al.: On the association between valproate and polycystic ovary syndrome: a response and a alternative view. Epilepsia 2001; 42: 305-310.
3. Genton P, Bauer J, Duncan S et al.: On the association between valproate and polycystic ovary syndrome. Epilepsia 2001; 42: 295-304.
4. Herzog AG, Schachter SC: Valproate and polycystic ovary syndrome: final thoughts. Epilepsia 2001; 42: 311-315.
5. Isojarvi J: Disorders of reproduction in patients with epilepsy: Antiepileptic drug related mechanisms. Seizure 2008; 17: 111-119.
6. Macphee GJ, Larkin JG, Butler E et al.: Circulating hormones and pituitary responsiveness in young epileptic men receiving long-term antiepileptic medication. Epilepsia 1988; 29: 468-475.
7. Rattya J, Pakarinen AJ, Knip M et al.: Early hormonal changes during valproate or carbamazepine treatment: a 3-month study. Neurology 2001; 57: 440-444.
8. Sarnacchiaro F, Colao A, Merola B et al.: Different sensitivity to sodium valproate in healthy, non-tumoral and tumoral hyperprolactinemic subjects. J Endocrinol Invest 1997; 20: 513-518.
9. Isojarvi JI, Pakarinen AJ, Myllyla VV: Thyroid function with antiepileptic drugs. Epilepsia 1992; 33: 142-148.
10. Tauboll E, Roste LS, Svalheim S, Gjerstad. Disorders of reproduction in epilepsy – What can we learn from animal studies? Seizure 2008; 17: 120-126.
11. Cohn DH, Homonnai Z, Paz GF: The effect of anticonvulsant drugs on the development of male rats and their fertility. J Neurol Neurosurg Psychiatr 1982; 45: 844-846.
12. Walker RM, Smith GS, Barsoun NJ, Macallum GE: Preclinical toxicology of the anticonvulsant calcium valproate. Toxikology 1990; 63: 137-155.
13. Snyder PJ, Badura LL: Chronic administration of sodium valproic acid slows pubertal maturation in inbred DBA/2J mice: skeletal, histological and endocrinological evidence. Epilepsy Res 1995; 20: 203-211.
14. Soliman GA, Abla Abd, El-Meguid: Effects of antiepileptic drugs carbamazepine and sodium valproate on fertility of male rats. Dtsch Tierarztl Wochenschr 1999; 106:110-113.
15.Roste LS, Tauboll E, Berner AA et al.: Morphological changes in the testis after long-term valproate treatment in male Wistar rats. Seizure 2000; 10: 559-565.
16. Krogenaes AK, Tauboll E, Stein A et al.: Valproate affect reproductive endocrine function, testis diameter and some semen variables in non-epileptic adolescent goat bucks. Theriogenology 2008; 70: 15-26.
17. Tauboll E, Isojarvi J, Flinstad Harbo H et al.: Long-term valproate treatment induces changes in ovarian morphology an d serum sex steroid hormone levels In female Wistar rats. Seizure 1999; 8: 490-493
18. Bruni L, Albright PS: The clinical pharmacology of antiepileptic drugs. Clin Neuropharmacol 1984; 7: 1-4.
19. Morello H, Cavigaris L, Haymal B, Telesnik S: Inhibition of proestrus LH surge and ovulation in rats evoked by stimulation of medial raphe nucleus involves of GABA-mediated mechanism. Neuroendocrinology 1989; 50: 81-87.
20. Roste LS, Tauboll E, Berner A et al.: Valproate, but not lamotrigine, induces ovarian morphological changes in Wistar rats. Exp Toxicol Pathol 2001; 52: 545-552.
21. Roste LS, Tauboll E, Isojarvi JI et al.: Effects of chronic valproate treatment on reproductive endocrine hormones in female and male Wistar rats. Reprod Toxicol 2002; 16: 767-773.
22. Wasilewska-Dziubińska E, Radzikowska M, Staff-Zielińska E et al.: Effect of sodium valproate on pituitary hormones secretion in spontanneously hypertensive rats. Pol J Endocrinol 1995; 46: 39-47.
23. Wasilewska-Dziubińska E, Radzikowska M, Staff-Zielińska E et al.: Effect of sodium valproate on pituitary hormones secretion in ovariectomized Wistar-Kyoto rats. Pol J Endocrinol 1995; 46: 325-339.
24. Loscher W: Valproate: a reappraisal of its pharmacodynamic properties and mechanism of action. Progr Neurobiol 1999; 58: 31-59.
25. Tominaga T, Oki Y, Tanaka I et al.: Effect of sodium valproate on the secretion proopiomelanocortin derived peptides from cultured rat anterior pituitary cells. Endocrinol Jpn 1989; 36: 809-815.
26. Wasilewska-Dziubińska, Gajewska A, Wolińska-Witort E et al.: The inhibitory effect of valproate (VPA) on GHRH-induced LH release from primary cultured anterior pituitary cells of female and male rats. 13th Meeting of the European Neuroendocrine Association, ENEA Antalya-Turkey, October 17-20, 2008.
27. Baranowska B, Wolińska-Witort E, Chmielowska M et al.: Direct effects of cocaine-amphetamine-regulated transcript (CART) on pituitary hormone release in pituitary cell culture. Neuro Endocrinol Lett 2003; 24: 224-226.
28. Ogura K, Irahara M, Kiyokawa M et al.: Effects of leptin on secretion of LH and FSH from primary cultured female rat pituitary cells. Eur J Endocrinol 2001; 144: 653-658.
29. Tauboll E, Gregoraszczuk EL, Kołodziej A et al.: Valproate inhibit the conversion of testosterone to estradiol and acts as an apoptotic agent in growing porcine ovarian follicular cells. Epilepsia 2003; 44(8): 1014-1021.
30. Gregoraszczuk E, Tauboll E, Kajta M: Valproate acts as an apoptotic agent in the ovary – a finding of possible importance for the treatment of ovarian cancer. Pol J Endocrinol 2004; 5 (55): 17.
31. Kuhn-Velten WN, Herzog AG, Muller MR: Acute effects of anticonvulsant drugs on gonadotropin-stimulated and precursor-supported androgen production in the rat testis. Eur J Pharmacol 1990; 181: 151-155.
32. Johannessen CU: Mechanisms of action of valproate: a commentatory. Neurochem Int 2000; 37: 103-110.
33. Illig AM, Melia K, Snyder PJ, Badura LL: Sodium valproate alters GnRH-GABA interactions during development in seizure-prone mice. Brain Research 2000; 885: 192-200.
34. Snyder PJ, Badura LL: Chronic administration of sodium valproic acid slows pubertal maturation in inbred DBA/2J mice: skeletal, histological and endocrinological evidence. Epilepsy Res 1995; 20: 203-211.
35. Lakhanpal D, Kaur G: Valproic acid alters GnRH-GABA interactions in cycling female rats. Cell Mol Neurobiol 2007; 27(8): 1069-1083.
36. Tringali G, Aubry J, Moscianese K et al.: Valproic acid inhibits corticotropin-releasing factor synthesis and release from the rat hypothalamus in vitro: evidence for the involvement of GABAergic neurotransmission. J Psychiatry Neurosci 2004; 29: 459-466.
