Ο ρόλος χαμηλών δόσεων γκρελίνης στην έκκριση της αυξητικής ορμόνης σε γυναίκες υπό διάφορες συνθήκες οιστρογονικής επίδρασης

Abstract

Ghrelin is a 28-amino acid protein, which is produced mainly in the mucosa of the stomach, but it is also expressed in other tissues. Ghrelin is considered the endogenous ligand for the growth hormone secretagogue receptor. Recent studies have shown that ghrelin affects the reproductive function, mainly through its actions on the pituitary gland and the ovaries. This study was conducted to investigate 1) The role of estrogen in ghrelin-induced secretion of growth hormone, 2) The effect of ghrelin on the secretion of gonadotropins and the role of estrogen and 3) The role of estrogen in ghrelin stimulated secretion of prolactin. Materials and methods: The study included 20 women allocated to group 1 and group 2. Group 1 included 10 healthy women of reproductive age and group 2 10 healthy postmenopausal women. Two submaximal dosages of ghrelin were used. Group 1: All women were investigated in two cycles. In the first cycle (control cycle), an experimental procedure was carried out in the early follicular phase (cycle day 2) and was repeated in the late follicular phase. During both experimental procedures, 2 ml of normal saline was given i.v. as an acute injection (time 0 min) and it was repeated 90 min later (time 90 min). In the second cycle (study cycle), the same experimental procedures were performed as described above, but instead of normal saline, the women were given ghrelin as an acute i.v. injection at the corresponding times at the dose of 0.15 μg/kg (0 min) and 0.30 μg/kg (90 min). In each experimental procedure, blood samples were obtained from all women in relation to (time 0) at -15, 0, 30, 60, 90, 120, 150 and 180 min. Group 2: The women received estradiol valerate per os for 14 days twice, a month apart. At the two time periods of estradiol administration (A and B), four experimental procedures were performed in all women, two with ghrelin administration (Exp 1A and Exp 15A) and two with normal saline administration (Exp 1B and Exp 15B). In particular, Exp 1A and Exp 1B were performed on day 1 of time periods A and B respectively, while Exp 15A and Exp 15B were performed on the day 15 of time periods A and B of the estradiol administration respectively. In Exp 1A and Exp 15A, after overnight fasting, ghrelin was administered to women on day 1 and 15 at a single i.v. dose of 0.15 μg/kg (time 0 min) and a second ghrelin dose of 0.30 μg/kg 90 min later (time 90 min). After one month, the experimental procedures Exp 1B and Exp 15B were performed. These procedures were identical to Exp 1A and Exp 15A in terms of the timing, but instead of ghrelin a single dose of 2 ml saline wasadministered at the corresponding times (0 and 90 min). Blood samples were obtained in all four experimental procedures in relation to (time 0 min) -15, 0, 30, 60, 90, 120, 150 and 180 min. Τotal ghrelin was measured in plasma, while growth hormone, estradiol, progesterone, FSH,LH and prolactin were measured in serum. Hormones were measured by radioimmunoassay or immunoradiometric methods. Statistical analysis was performed using the software packageNCSS 2001. Results: Total plasma ghrelin was increased after the i.v. administration of this hormone in Exp 1A and Exp 15A and was not affected by estrogen. Ghrelin-induced increase in the secretion of growth hormone was similar in the early and the late follicular phase of the cycle (group 1) as well as in Exp1A and Exp15A (group 2). In normally cycling women (group 1), ghrelin was shown to exert a suppressive effect on gonadotropin secretion, particularly in the late follicular phase. However, in postmenopausal women (group 2), ghrelin administration did not affect the secretion of gonadotropins either before (Exp 1A) or after treatment with estradiol (Exp 15A), while it significantly increased serum prolactin levels. The stimulating effect of ghrelin on prolactin secretion was enhanced by the exogenous administration of estrogen. Conclusions: This study shows for the first time that the response of growth hormone to two submaximal doses of ghrelin was similar in the early and the late follicular phase of the normal menstrual cycle or in postmenopausal women treated with estradiol. These results suggest that estradiol does not play a significant role in this action of ghrelin. The study also shows for the first time an inhibitory effect of two small dosages of ghrelin on diurnal secretion of FSH and LH in the late follicular phase of the cycle. Although this inhibitory effect of ghrelin on FSH amd LH levels was not seen in estrogen treated postmenopausal women, it is suggested that estradiol may play a permissive role. Finally, ghrelin stimulated prolactin secretion an effect that was enhanced by estradiol. It is likely that estradiol interacts with ghrelin by affecting its actionon the pituitary gland, but the exact physiological mechanism requires further investigation.

Η γκρελίνη αποτελεί ένα ορμονικό πεπτίδιο που αποτελείται από 28 αμινοξέα και παράγεται κατά κύριο λόγο από το στόμαχο, αλλά έχει διαπιστωθεί ότι εκφράζεται και σε άλλους ιστούς, όπως είναι το πάγκρεας, οι νεφροί, οι πνεύμονες, ο υποθάλαμος, η υπόφυση και οι γονάδες. Η γκρελίνη αποτελεί τον ενδογενή παράγοντα (ligand) για τον υποδοχέα των εκκριτογόνων αναλόγων της αυξητικής ορμόνης και κατά συνέπεια αποτελεί ισχυρό διεγέρτη έκκρισης της τελευταίας. Το γεγονός ότι η γκρελίνη εκκρίνεται όχι μόνο από το στόμαχο, αλλά εκφράζεται και σε άλλους ιστούς σημαίνει ότι ασκεί διάφορες ενδοκρινείς, εξωκρινείς και παρακρινείς επιδράσεις στους ιστούς αυτούς. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι η γκρελίνη επηρεάζει και την αναπαραγωγική λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού κυρίως μέσα από τις δράσεις της στην υπόφυση και στις ωοθήκες. Η παρούσα μελέτη έγινε προκειμένου να διερευνηθεί 1) Ο ρόλος των οιστρογόνων στην από τη γκρελίνη προκαλούμενη έκκριση της αυξητικής ορμόνης, 2) Η επίδραση της γκρελίνης στην έκκριση των γοναδοτροπινών και ποιος είναι ο ρόλος των οιστρογόνων σε αυτή τη λειτουργία της και 3) Ο ρόλος των οιστρογόνων στην από τη γκρελίνη διεγειρόμενη έκκριση της προλακτίνης. Υλικό και μέθοδος: Για την πραγματοποίηση της μελέτης αυτής χρησιμοποιήθηκαν δύο ομάδες γυναικών. Η πρώτη περιέλαβε 10 υγιείς γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας (ομάδα 1) και η δεύτερη 10 υγιείς μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες (ομάδα 2). Χρησιμοποιήθηκαν δύο «υπομέγιστες» (submaximal) δόσεις γκρελίνης. Ομάδα 1. Η κάθε γυναίκα μελετήθηκε σε δύο κύκλους και πραγματοποιήθηκαν 4 πειραματικές διαδικασίες. Στον πρώτο κύκλο (μαρτύρων), πραγματοποιήθηκε η ίδια πειραματική διαδικασία σε δύο φάσεις του κύκλου, δηλαδή στην αρχόμενη ωοθυλακική και συγκεκριμένα τη 2η ημέρα του κύκλου και στην προχωρημένη ωοθυλακική φάση (μέγεθος ωοθυλακίου 16 mm). Στον κύκλο αυτό, σε κάθε πειραματική διαδικασία,μετά ολονύκτια νηστεία, χορηγήθηκε στις γυναίκες το πρωί εφάπαξ ενδοφλεβίως φυσιολογικός ορός 2 ml δύο φορές, δηλ. σε χρόνους 0 min και 90 min. Στο δεύτερο κύκλο (μελέτης) πραγματοποιήθηκε η ίδια πειραματική διαδικασία, που περιγράφηκε παραπάνω,στις ίδιες φάσεις του κύκλου, αντί όμως του φυσιολογικού ορού, στις γυναίκες χορηγήθηκε γκρελίνη στις αντίστοιχες ώρες στη δόση των 0.15 μg/kg (χρόνος 0 min) και 0.30 μg/kg (χρόνος 90 min). Σε κάθε πειραματική διαδικασία, δείγματα αίματος λήφθηκαν από όλες τις γυναίκες σε χρόνους, ως προς την ένεση του φυσιολογικού ορού ή της γκρελίνης (χρόνος 0min), -15, 0, 30, 60, 90, 120, 150 και 180 min. Ομάδα 2. Στις γυναίκες της ομάδας αυτής χορηγήθηκε βαλεριανική οιστραδιόλη από το στόμα σε δύο χρονικές περιόδους, Α και Β, διάρκειας 14 ημερών η κάθε μία με μεσοδιάστημα 1 μήνα. Στις δύο αυτές χρονικές περιόδους χορήγησης της οιστραδιόλης, σε όλες τις γυναίκες πραγματοποιήθηκαν οι 4 πειραματικές διαδικασίες, που περιγράφηκαν παραπάνω, οι δύο με χορήγηση γκρελίνης (Exp 1A και Exp 15Α) και οι δύο με χορήγηση φυσιολογικού ορού (Exp 1B και Exp 15Β). Συγκεκριμένα, η Exp 1A και η Exp 1Β πραγματοποιήθηκαν την 1η ημέρα των χρονικών περιόδων Α και Β αντίστοιχα, ενώ η Exp 15A και Exp 15B πραγματοποιήθηκαν την 15η ημέρα των χρονικών περιόδων χορήγησης οιστραδιόλης Α και Β αντίστοιχα. Στις Exp 1A και Exp 15A, μετά από ολονύκτια νηστεία, χορηγήθηκε στις γυναίκες το πρωί των ημερών 1 και 15 γκρελίνη σε εφάπαξ ενδοφλέβια δόση των 0.15 μg/kg (χρόνος 0 min) και μία δεύτερη δόση γκρελίνης των 0.30 μg/kg 90 min αργότερα. Μετά την παρέλευση ενός μηνός, πραγματοποιήθηκαν οι πειραματικές διαδικασίες Exp 1Β και Exp 15Β, οι οποίες ήταν ίδιες με τις Exp 1A και Exp 15A, με τη διαφορά ότι αντί γκρελίνης χορηγήθηκε ενδοφλεβίως εφάπαξ φυσιολογικός ορός 2 ml στις ίδιες χρονικές στιγμές (0 και 90 min). Δείγματα αίματος λήφθηκαν, σε σχέση με τη χορήγηση γκρελίνης ή φυσιολογικού ορού (χρόνος 0), σε χρόνους -15, 0, 30, 60, 90, 120, 150 και 180 min και στις τέσσερις πειραματικές διαδικασίες. Και στις δύο ομάδες, στο πλάσμα, μετρήθηκε η ολική γκρελίνη και στον ορό η αυξητική ορμόνη, η οιστραδιόλη, η προγεστερόνη, οι γοναδοτροπίνες (FSH και LH) και η προλακτίνη. Οι μετρήσεις έγιναν αναλόγως της ουσίας με ραδιοανοσοβιολογικές ή ανοσοραδιομετρικές μεθόδους και το στατιστικό πακέτο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το NCSS 2001. Αποτελέσματα: Η ολική γκρελίνη του πλάσματος αυξήθηκε σημαντικά μετά την ενδοφλέβια χορήγηση της ουσίας αυτής παρόμοια τόσο στις γυναίκες της αναπαραγωγικής ηλικίας όσο και στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες, χωρίς η αύξηση να επηρεάζεται από τα οιστρογόνα. Επίσης, η προκαλούμενη από τη γκρελίνη αύξηση της έκκρισης της αυξητικής ορμόνης δεν επηρεάσθηκε από το διαφορετικό οιστρογονικό περιβάλλον των πειραματικών διαδικασιών και στις δύο ομάδες των γυναικών. Στις γυναίκες της αναπαραγωγικής ηλικίας (ομάδα 1), η χορήγηση της γκρελίνης άσκησε κατασταλτική επίδραση στην έκκριση των γοναδοτροπινών, δράση που ενισχύθηκε από τα οιστρογόνα. Αυτό δεν επιβεβαιώθηκε στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες (ομάδα 2), στις οποίες η χορήγηση γκρελίνης δεν επηρέασε την έκκριση των γοναδοτροπινών. Τέλος, στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες η εξωγενώς χορηγούμενη γκρελίνη αύξησε σημαντικά τα επίπεδα της προλακτίνης, δράση που ενισχύθηκε από την εξωγενή χορήγηση οιστρογόνων στις γυναίκες της ομάδας αυτής. Συμπεράσματα: Στην παρούσα μελέτη, διαπιστώθηκε για πρώτη φορά ότι η διεγερτική επίδραση δύο διαδοχικών «υπομέγιστων» δόσεων γκρελίνης στην έκκριση της αυξητικής ορμόνης: 1) δεν επηρεάζεται από το οιστρογονικό περιβάλλον, 2) σε γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας, αλλά όχι σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες, καταστέλλει την ημερήσια έκκριση των γοναδοτροπινών,η δράση δε αυτή ενισχύεται από την οιστραδιόλη και 3) σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες αυξάνει την έκκριση της προλακτίνης από την υπόφυση, η επίδραση δε αυτή είναι ιδιαίτερα εμφανής παρουσία υψηλών επιπέδων οιστρογόνων στην κυκλοφορία. Πιθανολογείται ότι η οιστραδιόλη αλληλεπιδρά με τη γκρελίνη στην έκκριση υποφυσιακών ορμονών. Τα αποτελέσματα της παρούσης έρευνας παρέχουν νέες πληροφορίες σχετικά με το ρόλο της γκρελίνης στην έκκριση των ορμονών του πρόσθιου λοβού της υποφύσεως γυναικών.