발정주기 중 흰쥐 부신에서의 카테콜아민 합성과 분비 변화

Alteration of Biosynthesis and Secretion of Adrenal Catecholamines in Cycling Rat

포유동물의 생식을 조절하는 다수의 호르몬 가운데 가장 중요한 것들로 난소로부터의 estrogen과 progesterone을 들 수 있다. 반면 다양한 스트레스 인자들은 암컷의 성 반응 행동과 번식을 억제함이 잘 알려졌다. 이러한 스트레스가 가해지는 동안 부신에서는 카테콜아민(catecholamine)이 다량 분비되어 위기 상황에 대처하며 이 과정에서 생식 현상의 억제가 일어나는 것으로 추정된다. 본 연구에서는 생식호르몬 분비와 성 행동 양식에 광범위한 영향을 미침이 알려진 카테콜아민 중 특히 부신의 norepinephrine(NE)과 epinephrine(E) 합성ㆍ분비 양상과 발정주기 간의 상관관계를 조사하였다. 이를 위해 HPLC-ECD를 사용하여 주기 중인 흰쥐 부신 수질내 NE와 E함량과 체외 배양한 부신으로부터의 분비를 조사하였다. NE 함량은 proestrus에서 증가하기 시작하여 diestrus I에서 최고에 도달하였고, diestrus II에 최소치로 감소하였다. 부신 내 E 함량의 최고치는 proestrus, 그리고 최저치는 diestrus II에서 관찰되었다. 흰쥐 부신 내 NE : E ratio는 diestrus I에서 1 : 4.81로 가장 낮았고 기타 시기에는 1 : 6.13～7.02였다. 체외 배양한 흰쥐 부신으로부터의 NE 분비는 diestrus II에서 가장 낮았으며 estrus에서 최고에 도달하였고, proestrus에서의 분비 역시 diestrus II 때보다 유의성있게 높았다. E분비의 최고치는 estrus에서, 그리고 최저치는 diestrus 떼서 II 관찰되었다. 한편 배양액 중 Ne : E ratio는 estrus에서 1 : 3.32로 가장 높았고 기타 시기에는 1 : 2.34～2.65였다. 본 연구 결과는 (1) 흰쥐 부신에서 카테콜아민 생성과 분비 양상이 발정주기 중 역동적으로 변화하며, (2) NE로부터 E로의 전환이 발정주기 중 stage-specific하게 일어남을 나타내는 것으로서, 이는 카테콜아민 합성율을 결정하는 rate limiting enzyme인 tyrosine hydroxylase(TH)와 NE에서 E로의 전환 과정을 매개하는 phenylethanolamine-N-methyltransferase(PNMT)의 발현과 활성이 중추신경계에서와 유사하게 생식호르몬, 특히 estrogen and/or progesterone의 영향을 받음을 시사한다.

Numerous hormones are involved in the regulation of reproduction. Among them, estrogen and progesterone are the most important ovarian steroid hormones regulating female fertility. On the other hand, diverse stressors impede female receptivity and fertility. Since norepinephrine(NE) and epinephrine(E) are released from the adrenal during stress, it might play a role in stress-induced disruptions of fEmale reproductive parameters. The present study was performed to analyze the changes in adrenal catecholaminergic activities in cycling rats. The tissue content and secretion level of catecholamines were determined by high performance liquid chromatography coupled with electrochemical detector(HPLC-ECD). Adrenomedullary content of norepinephrine(NE) was increased on proestrus stage (59.47 $\pm$ 6.86 ug/gland), peaked on diestrus I stage(65.22 $\pm$ 5.99 ug/gland), and was nadir on diestrus II stage(41.63 $\pm$ 1.33 ug/gland). The highest E content was observed on proestrus stage(361.86 $\pm$ 15.58 ug/gland) while the lowest level was on diestrus II stage(285.58 $\pm$ 12.25 ug/gland). In addition to these observations, a significant reduction of the NE : E ratio was observed (1 : 4.81 on diestrus I vs 1 : 6.13～7.02 on other stages). In vitro secretion of adrenal NE and E was increased on proestrus stage, peaked on estrus stage, and decreased on diestrus II stage. Interestingly, the NE : E ratio in conditioned media was significantly increased on estrus stage (1 : 3.32 vs 1 : 2.34～2.65 on other stages. The biosynthesis of NE and E is mediated by tyrosine hydroxylase(TH) and phenylethanolamine-N-methyltransferase(PNMT) which acts conversion of tyrosine into DOPA and NE into E, respectively. These finding demonstrated that sex steroids, during setrous cycle, seem to be able to modify the adrenal catecholamines biosynthesis and secretion with stage-specific manner by modulation of the enzyme activities.