Ο ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΠΡΟΛΑΚΤΙΝΗΣ ΣΤΟΝ ΑΝΔΡΑ ΧΡΥΣΑΦΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΟΥΡΟΛΟΓΟΣ

Transcript

1 ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ» Ο ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΠΡΟΛΑΚΤΙΝΗΣ ΣΤΟΝ ΑΝΔΡΑ ΧΡΥΣΑΦΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΟΥΡΟΛΟΓΟΣ Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή : Ασημακόπουλος Βύρων (Επιβλέπων Καθηγητής) -Καθηγητής Φυσιολογίας, Ιατρική Σχολή,ΔΠΘ Καλαϊτζής Χρήστος -Καθηγητής Ουρολογίας, Ιατρική Σχολή, ΔΠΘ Νικολέττος Νικόλαος - Καθηγητής Φυσιολογίας με έμφαση στη Φυσιολογία Αναπαραγωγής -Εξωσωματική Γονιμοποίηση, Ιατρική Σχολή, ΔΠΘ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥΠΟΛΗ 2018

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα εργασία αποτελεί την διπλωματική μου εκπόνηση στα πλαίσια του προγράμματος διπλωματικών σπουδών "Ανθρωπινή Αναπαραγωγή", του τμήματος ιατρικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστήμιου Θράκης. Στο σημείο αυτο θα ήθελα να ευχαριστήσω το επιβλέπων καθηγητή μου κύριο Ασημακόπουλο Βύρων - Καθηγητής Φυσιολογίας της Ιατρική Σχολή του ΔΠΘ, για την πολύτιμη καθοδήγηση στα πλαίσια της εργασίας. Επιπλέον θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κύριο Καλαϊτζή Χρηστό, καθηγητή Ουρολογίας της Ιατρικής Σχολής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης και τον κύριο Νικολέτο Νικόλαο καθηγητή Φυσιολογίας με έμφαση στη Φυσιολογία Αναπαραγωγής - Εξωσωματική Γονιμοποίησης της Ιατρικής Σχολής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης για την αμέριστη συμπαράσταση για την εκπόνηση της εργασίας. 1

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η προλακτίνη είναι μια πολυπεπτιδική ορμόνη που εκκρίνεται κατά ώσεις από την υπόφυση αλλά και από άλλα όργανα ή συστήματα όπως το ΚΝΣ, η μήτρα και ο πλακούντας. Η δομή της παρουσιάζει μια μικρή ομολογία με την αυξητική ορμόνη (GH) και το ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (hpl). Η παρούσα εργασία έχει σαν σκοπό να αναδείξει τη σχέση που έχει η προλακτίνη στον άνδρα αλλά και την επίδραση αυτής στην ανδρική υπογονιμότητα. Η σχέση αυτή προκύπτει μέσα από τη μελέτη και τη σύγκριση προγενέστερων μελετών σχετικά με την σχέση της προλακτίνης στον άνδρα. Εντούτοις μέχρι σήμερα δεν έχουν γίνει μελέτες που να αποδεικνύουν επακριβώς την επίδραση της ορμόνης στις παραμέτρους του σπέρματος και την υπογονιμότητα Λέξεις -Κλειδιά : προλακτίνη, υπογονιμότητα, ανδρική στειρότητα, σπέρμα, σύνθεση και έκκριση προλακτίνης υποδοχείς προλακτίνης 2

4 ABSTRACT Prolactin is a polypeptide hormone that is secreted by pituitary and other organs or systems such as CNS, uterus and placenta. Its structure exhibits little homology with growth hormone (GH) and human placental galactogen (hpl). The present study aims to highlight the relationship between prolactin in man and its effect on male infertility. This relationship arises from the study and comparison of previous studies on the relationship of prolactin to man. However, to date no studies have been conducted that accurately demonstrate the effect of the hormone on sperm parameters and infertility Key words: prolactin, infertility, male sterility, sperm, composition and prolactin secretion prolactin receptors 3

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. Εισαγωγή... 5 Δομή Προλακτίνης Σύνθεση και Έκκριση της Προλακτίνης Υποδοχείς της Προλακτίνης Η Προλακτίνη στον άνδρα Προλακτίνη και Υπογονιμότητα Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

6 Εισαγωγή Η προλακτίνη (PRL) ανακαλύφθηκε το 1928 (1,2). Αρχικά η γαλακτοπαραγωγός δράση περιγράφηκε μονό στα θηλαστικά. Θεωρήθηκε ότι στους ανθρώπους αποτελούσε μέρος του μορίου της αυξητικής ορμόνης. Αργότερα, το 1970 η προλακτίνη αναγνωρίσθηκε ως νέα ορμόνη, διαφορετική από την αυξητική και μετέπειτα απομονώθηκε στην υπόφυση (3). Μέχρι σήμερα έχουν αναφερθεί περισσότερες από 300 δράσεις υπογραμμίζοντας την σημασία της προλακτίνης (4). Αναπάντητο μένει το ερώτημα ποιες από αυτές έχουν σημασία στον άνθρωπο. Ενώ αδιευκρίνιστος παραμένει ο λόγος που σχετίζεται με κάποια γενετική νόσο που αφορά μεταλλάξεις των γονιδίων οι οποίοι να κωδικοποιούν την PRL ή τους υποδοχείς της. Επομένως δεν υπάρχει κάποιο κλινικό πρότυπο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση των δράσεων που εξαρτώνται ή τροποποιούνται από την PRL. Φυσιολογικά τα επίπεδα της PRL στο αίμα ανευρίσκονται <25 ng/ml στις γυναίκες και 20 ng/ml στους άνδρες. Η μέθοδος που χρησιμοποιείται για το προσδιορισμό των επίπεδων της είναι η ανοσοραδιομετρική (IRMA). Η αιμοληψία πρέπει να γίνεται 1-2 ώρες μετά την πρωινή αφύπνιση και σε νηστεία. Για τη μέτρηση χρησιμοποιούνται είτε δύο δείγματα που να απέχουν χρονικά λεπτά είτε ένα συμψηφισμένο δείγμα. Αν υπάρχει δυνατότητα θα πρέπει να γίνεται διακοπή των λαμβανόμενων φαρμάκων για 72 h τουλάχιστον. 5

7 Δομή της προλακτίνης Η προλακτίνη (PRL) είναι η πρώτη από τις ορμόνες που αναγνωρίσθηκε πριν από 80 χρόνια περίπου. Πρόκειται για μια πολυπεπτιδική ορμόνη η οποία αποτελείται από 198 αμινοξέα και η δομή της παρουσιάζει μικρή ομολογία με την αυξητική ορμόνη (GH) και το ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (hpl). Στην κυκλοφορία ανευρίσκονται ποίκιλες μετα-μεταγραφικές μορφές και κάθε μορφή έχει διαφορετική ανοσοδραστικότητα και βιοδραστικότητα (5). Από την ολική PRL που προσδιορίζεται στον ορό και κατά σειρά βιοδραστικότητας: η απλή ( little PRL = 23kDa) αποτελεί το 60-90%, η μεγάλη ( big PRL = 50kDa) το 15-30% και η πιο μεγάλη ( 2big PRL = 150kDa) το 5-15%. Το γονίδιο που κωδικοποιεί την PRL βρίσκεται στο χρωμόσωμα 6 το όποιο είναι μοναδικό. Περιγράφηκε αρχικά ότι περιέχει πέντε εξόνια και τέσσερα ιντρόνια με συνολικό 10kb, από τότε έχουν περιγράψει και ένα επιπλέον εξόνιο. Το μόριο προλακτίνης είναι διατεταγμένο σε μία απλή αλυσίδα αμινοξέων με τρεις ενδομοριακούς δισουλφιδικούς δεσμούς μεταξύ έξι υπολειμμάτων κυστεΐνης (Cys4- Cys11, Cys58-Cys174 και Cys191-Cys199 σε ανθρώπους (6). Είναι γνωστό ότι η προλακτίνη δεν είναι τόσο απλή όσο περιγράφηκε αρχικά. Πράγματι χημικά, η προλακτίνη εμφανίζεται σε μια πολλαπλότητα μεταμεταφραστικών μορφών που κυμαίνονται από παραλλαγές μεγέθους έως χημικές τροποποιήσεις όπως φωσφορυλίωση ή γλυκοζυλίωση (7). 1)Χημικές τροποποιήσεις Α)Φωσφορυλίωση: Η φωσφορυλίωση της προλακτίνης λαμβάνει χωρά εντός της κύστης των γαλακτοτρόπων κυττάρων, λίγο πριν την εξωκυττάρωση και περιλαμβάνει την εστεροποίηση των ομάδων της υδροξυλίωσης των καταλοίπων της σερίνης και της θρεονίνης. Οι φωσφορυλιωμένες ισόμορφες της προλακτίνης έχουν απομονωθεί από αδένες της υπόφυσης των βοοειδών και των ποντικών (8). Η φωσφορυλιωμένη προλακτίνη αποτελεί το 5-30% της εκκρινόμενης από την υπόφυση PRL (5). Επίσης υποστηρίζει ένα μοναδικό ρόλο ως αυτοκρινής ρυθμιστής της έκκρισης προλακτίνης, αφού καταστέλλει την απελευθέρωση της μη φωσφοριωμένης προλακτίνης από τα κύτταρα GH3 (9). Εν τούτοις νέα δεδομένα υποδεικνύουν ότι η φωσφοριωμένη προλακτίνη δρα ως ανταγωνιστής στις οδούς μεταγωγής του σήματος και στις πολλαπλασιαστικές δράσεις που ξεκινούν από μη τροποποιημένη προλακτίνη σε κύτταρα λεμφώματος Nb2. 6

8 Από τα παραπάνω διαπιστώνεται ότι απαιτείται περαιτέρω διερεύνηση για τον προσδιορισμό της σημασίας της φωσφοριωμένης προλακτίνης σε πρωτογενή κύτταρα και ιστούς (7). Β)Γλυκοζυλίωση: Η γλυκοζυλιωμένη προλακτίνη έχει βρεθεί στους αδένες της υπόφυσης μιας ευρείας ποικιλίας θηλαστικών, αμφιβίων και πτηνών. Ο βαθμός γλυκοζυλίωσης ποικίλει από 1 έως και 60% μεταξύ των ειδών, ενώ παράλληλα μπορεί να ποικίλει μεταξύ αναπαραγωγικών καταστάσεων εντός των ειδών (10). Η σύνδεση του τμήματος του υδατάνθρακα μπορεί να είναι είτε μέσω αζώτου ( Ν- γλυκοζυλίωση), είτε μέσω οξυγόνου (Ο- γλυκοζυλίωση). Τα υπολείμματα της αλυσίδας των ολιγοσακχαριτών, μπορεί να περιέχουν ποικίλες αναλογίες σιαλικού οξέος, φουκόζης, μαννόζης και γαλακτόζης που διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των ειδών, των φυσιολογικών και παθολογικών καταστάσεων. Όπως και άλλες παραλλαγές της προλακτίνης, έτσι και η γλυκοζυλίωση μειώνει τη βιολογική δραστικότητα, (καθώς και) τη δέσμευση του υποδοχέα (αλλά) και την ανοσολογική αντιδραστικότητα των προλακτίνων. Επίσης επηρεάζει το ρυθμό της μεταβολικής κάθαρσης της προλακτίνης. Από τα παραπάνω διαπιστώνεται ότι η γλυκοζυλίωση της προλακτίνης παίζει διττό ρολό είτε στη ρύθμιση της βιολογικής δράσης, είτε στην κάθαρση του μορίου (7). Γ) Πολυμερισμός και ο Διμερισμός: Επιπλέον υπάρχουν άλλες δυο χημικές τροποποιήσεις της προλακτίνης ο πολυμερισμός και ο διμερισμός. Τα παραπάνω συναθροίζονται με συνδετικές πρωτεΐνες, όπως οι ανοσοσφαιρίνες από ομοιοπολικούς και μη ομοιοπολικούς δεσμούς, οι οποίοι ενδέχεται να οδηγήσουν σε μορφές υψηλού μοριακού βάρους. Σε γενικές γραμμές οι μορφές υψηλού μοριακού βάρους έχουν μειωμένη βιολογική δραστηριότητα. Ο ρόλος των μακρομοριακών συμπλεγμάτων της προλακτίνης IgG στοχεύει στην ανίχνευση και την διαφορική διάγνωση διαφορετικών προλακτιναιμιών οι οποίες απευθύνονται κυρίως στις κλινικές μελέτες (7). 2) Πρωτεολυτική διάσπαση: Από τις διασπασμένες μορφές που έχουν χαρακτηριστεί οι παραλλαγές της προλακτίνης 14 kda, 16 kda και 22 kda έχουν μελετηθεί ευρύτερα (7). Το τερματικό θραύσμα 14 kda ΝΗ2 είναι ένα μετα-μεταφραστικό προϊόν του γονιδίου της προλακτίνης, που υποβάλλεται σε επεξεργασία στον υποθάλαμο και μοιράζεται τη βιολογική δραστηριότητα με το θραύσμα 16 kda. Και τα δυο φαίνεται να έχουν μια 7

9 μοναδική βιολογική δραστηριότητα. Το 16 kda θραύσμα περιγράφηκε για πρώτη φορά σε εκχυλίσματα υπόφυσης αρουραίων και στη συνεχεία βρέθηκε σε ποντικούς και ανθρώπους (11). Η 16 kda προλακτίνη είναι προϊόν της ενζυμικής δραστηριότητας της καλλικρεϊνης. Η καλλικρεϊνη είναι μια προκαλούμενη από οιστρογόνο πρωτεάση σερίνης που μοιάζει με θρυψίνη, η οποία βρίσκεται στις δεξαμενές Golgi και σε εκκριτικούς κόκκους γαλακτοτρόφων. Αυτό το ένζυμο διασπά την προλακτίνη του αρουραίου κατά τρόπο εξαρτώμενο από την θειόλη. Η θειόλη μεταβάλει την διαμόρφωση της προλακτίνης, έτσι ώστε η καλλικρεϊνη να την αναγνωρίζει ως υπόστρωμα (12). Η επεξεργασία της φυσικής προλακτίνης με καρβοξυπεπτιδάση-β έχει ως αποτέλεσμα ένα θραύσμα προλακτίνης να μετατρέπεται σε 22- kda. Παραδόξως, αυτό το συνθετικό θραύσμα μπορεί να ανιχνευθεί σε εκχυλίσματα της υπόφυσης με κηλίδωση Western χρησιμοποιώντας έναν αντιορό που παράγεται ειδικά έναντι του θραύσματος προλακτίνης των 22 kda (13). Φαίνεται ότι η παραγωγή και απελευθέρωση αυτών των πρωτεολυτικών θραυσμάτων από την υπόφυση είναι ειδική για τους θηλυκούς αρουραίους και είναι ευαίσθητη στην αναστολή από την ντοπαμίνη. Τόσο αυτά όσο και άλλα θραύσματα έχουν βρεθεί στην υπόφυση και τον ορό. Εντούτοις απαιτείται περισσότερη δουλειά για τον προσδιορισμό της φυσιολογικής σημασίας τους, καθώς παραμένει η πιθανότητα να είναι παρασκευαστικά αντικείμενα (7), (14). Επιπλέον έχει περιγραφεί ότι η καθεψίνη D μπορεί να διασπά την προλακτίνη σε θραύσματα των 16 και 6 kda. Πολύ πρόσφατα έχει αποδειχτεί ότι η καθεψίνη D, που εκκρίνεται από διαφόρους ιστούς είναι ικανή να επεξεργάζεται την PRL σε αντιαγγειογόνο 16 kda PRL εκτός κυττάρου. Τα δεδομένα υποστηρίζουν την ιδέα ότι τα ελκυόμενα λυσοσωμικά ένζυμα μπορούν να εμπλέκονται στη διατήρηση της αδρανοποίησης τη ς αγγειογένεσης, μέσω της δημιουργίας δραστικών αντιαγγειογενών πεπτιδίων σε μη παθολογικά πλαίσια (15). 3) Εναλλακτική ωρίμανση messenger RNA έχει προταθεί ως μια πηγή διαφορετικών παραλλαγών. Πράγματι έχουν περιγράφει στοιχεία που υποδηλώνουν την ύπαρξη μιας παραλλαγής με βάση την εναλλακτική ωρίμανση από 137 αμινοξέα στην πρόσθια υπόφυση. Ωστόσο η εναλλακτική ωρίμανση δεν θεωρείται μια σημαντική πηγή των παραλλαγών της προλακτίνης.(16), (17). 8

10 Σύνθεση και έκκριση της προλακτίνης Η προλακτίνη συντίθεται κυρίως στα λακτότροπα κύτταρα τα οποία αποτελούν 20-50% των κυττάρων της αδενοϋπόφυσης αλλά και σε άλλους ιστούς, όπως ο μαστός, ο προστάτης, το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ), τα περιφερικά Τ-λεμφοκύτταρα και Β λεμφοκύτταρα (7). Η έκκριση της PRL γίνεται κατά ώσεις και η μεγίστη εκκριτική αιχμή της παρατηρείται από τις 4:00 πμ. έως τις 6:00 πμ. (στην φάση REM του ύπνου). Ο χρόνος ημισείας ζωής της είναι περίπου λεπτά (18). Η ρύθμιση της έκκρισης της PRL είναι πολύπλοκη γιατί σε αυτήν εμπλέκονται πολλές ουσίες περιλαμβανομένων νευροδιαβιβαστών, νευροπεπτιδίων, μεταβολικών υποστρωμάτων και συστηματικών ορμονών (7). Ως ρυθμιστές της έκφραση της προλακτίνης στους ιστούς που δεν υπάγονται στην υπόφυση θεωρείται η ντοπαμίνη και η Pit-1 {που αναφέρονται ως POU1F1 βάση των δεδομένων του MGI (Mouse Genome Informatics)} οι οποίες δρουν ανεξάρτητα (19). Στην υπόφυση κύριος ρυθμιστής είναι η ντοπαμίνη, η οποία μέσω του φλεβικού πυλαίου συστήματος, μεταφέρεται από τον υποθάλαμο στην υπόφυση και αναστέλλει την σύνθεση και την απελευθέρωση της PRL μέσω των D2 υποδοχέων της που βρίσκονται σε αφθονία στα λακτοτρόπα κύτταρα (7). Τέλος, αν και είναι γνωστό ότι η ντοπαμίνη υποθαλαμικής προέλευσης παρέχει ανασταλτικό έλεγχο επί της έκκρισης της προλακτίνης, άλλοι παράγοντες εντός του εγκεφάλου, της υπόφυσης και των περιφερειακών οργάνων έχουν αποδεχθεί ότι αναστέλλουν ή διεγείρουν επίσης την έκκριση προλακτίνης. (7). Αν και ο ρόλος της υποθαλαμικής προέλευσης της προλακτίνης στο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) δεν είναι εμφανής, θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο υποθάλαμος περιέχει τα κατάλληλα πρωτεολυτικά ένζυμα για να διασπά την προλακτίνη 23kDa σε θραύσματα 16 και 14 kda (20). Δεν γνωρίζουμε εάν η προλακτίνη νευρικής προέλευσης ασκεί την κεντρική της δράση ως νευροδιαβιβαστής, νευροδιαμορφωτής ή ως κεντρική κυτταροκίνη που ρυθμίζει την αγγειακή ανάπτυξη ή τις γλοιακές λειτουργίες. Είναι δύσκολο να γίνει διάκριση μεταξύ των επιδράσεων της προλακτίνης της υπόφυσης και της υποθαλαμικής προέλευσης στο ΚΝΣ. Μια αιτία αυτών των δυσκολιών είναι ότι η προλακτίνη της υπόφυσης παρακάμπτει μέσω της κυκλοφορίας τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και εισέρχεται στο ΚΝΣ από το χοριοειδές πλέγμα των κοιλιών του εγκεφάλου. Συμπωματικά, το χοριοειδές πλέγμα έχει πολύ υψηλή πυκνότητα υποδοχέων προλακτίνης (prolactin-rs), (21), (22), (23). Είναι ενδιαφέρον 9

11 ότι η προλακτίνη ενισχύει την έκφραση των δικών της υποδοχέων στο χοριοειδές πλέγμα (21). Εκτός από τη μετάβαση από το αίμα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό μέσω του χοριοειδούς πλέγματος, η προλακτίνη της υπόφυσης μπορεί επίσης να φτάσει στον εγκέφαλο με ανάδρομη ροή αίματος από την πρόσθια υπόφυση στον υποθάλαμο (24),(25). Διάφοροι άλλοι παράγοντες οι όποιοι ρυθμίζουν την γονιδιακή έκφραση της προλακτίνης έχουν προταθεί π.χ. η ινσουλίνη, TGF-β, η προγεστερόνη στον λιπώδη ιστό (26),(4). Σκοπός της ανασκόπησης αυτής είναι να παράσχει μια συνολική εικόνα σχετικά με την τρέχουσα κατανόηση της λειτουργίας, της ρύθμισης της προλακτίνης και να εκθέσει μερικές από τις αντιπαραθέσεις που εξακολουθούν να υπάρχουν. 10

12 Υποδοχείς της προλακτίνης Η προλακτίνη καθώς και το πλακουντιακό λακτογόνο και η αρχική μορφή της αυξητικής ορμόνης, δεσμεύουν τον ίδιο υποδοχέα της προλακτίνης (PRL-R). (5). Ο PRL-R είναι ένας διαμεβρανικός υποδοχέας ο όποιος ανήκει στην τάξη 1 από την οικογένεια των υποδοχέων της κυτταροκινών (27). Οι υποδοχείς της προλακτίνης και της αυξητικής ορμόνης μοιράζονται πολλά δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά παρά τη χαμηλή τους ομολογία (28). Το γονίδιο που κωδικοποιεί τον υποδοχέα της ανθρώπινης προλακτίνης βρίσκεται στο χρωμόσωμα 5 και περιέχει τουλάχιστον 10 εξόνια (27). Πολλαπλές ισόμορφες του διαμεμβρανικού υποδοχέα της προλακτίνης προκύπτουν από την εναλλακτική ωρίμανση του αρχικού αντιγράφου οι οποίες έχουν ταυτοποιηθεί σε διαφορετικά ζωικά είδη (29),(30). Αυτές οι διαφορετικές μορφές του υποδοχέα της προλακτίνης (μικρές, ενδιάμεσες και μεγάλες διαφέρουν ως προ το μήκος και τη σύνθεση της κυτταροπλασματικής τους ουράς. Η κατανόηση του τρόπου με τον όποιο η προλακτίνη μεταδίδει ποικίλα σήματα στα κύτταρα στόχους διευκολύνεται από την αποσαφήνιση της οδού Jak/Stat ως την βασική σηματοδοτική οδό. που χρησιμοποιείται από όλους τους υποδοχείς της κυτταροκίνης (Σχήμα 1) Σχήμα 1 (5). Διαδρομή μεταγωγής του σήματος της προλακτίνης : Ο επαγόμενος διμερισμός του υποδοχέα της προλακτίνης προκαλεί την συλλογή της Jak2 κινάσης με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση του Jak2, την φωσφορυλίωσης της προλακτίνης και την συλλογή και την φωσφορυλίωση του Stat1, Stat3 και Stat5 πρωτεϊνών. Αυτό δίνει έναυσμα για τον διμερισμό του Stat, την πυρηνική μετατόπιση και προκαλεί γεγονότα για την διαφοροποίηση της προλακτίνης. Η σηματοδότηση μέσω της οδού SHC/Grb2/Ras/Raf/MEK/MAPK διεγείρει επίσης άμεσα τον πολλαπλασιασμό και ρυθμίζει την δραστηριότητα του Stat. Η ενεργοποίηση της κινάσης Akt συνδέεται άμεσα με τον επαγόμενο υποδοχέα της προλακτίνης και την ενεργοποίηση του PI3K. Τα μελή της οικογενείας CIS, επίσης γνωστά ως SOCS, ρυθμίζουν τη σηματοδότηση των κυτταροκινών. Αυτές οι πρωτεΐνες επανειλημμένα επάγονται μετα την ενεργοποίηση της προλακτίνης ανά τακτά χρονικά διαστήματα, ανάλογα με την οικογένεια του CIS/SOCS. Αυτά αλληλεπιδρούν με το Jak2 ώστε να αναστέλλουν τη σηματοδότηση ή την καταστολή. Επισημαίνεται ότι η προλακτίνη ενεργοποιεί διαδοχικά τον υποδοχέα με διμερισμό δυο ταυτόσημων υπομονάδων του υποδοχέα, με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση της Jak2 κινάσης που σχετίζεται με την κυτταροπλασματική περιοχή. Πρόσφατα έχει αναφερθεί για τον υποδοχέα της αυξητικής ορμόνης ότι ο διμερισμός από μόνος του δεν μπορεί να ενεργοποιήσει τον υποδοχέα μεγάλου μήκους, για αυτό τον λόγο έχει προταθεί για τον υποδοχέα της αυξητικής ορμόνης ένας διαφορετικός 11

13 μηχανισμός ενεργοποίησης, ο οποίος περιλαμβάνει μια σχετική περιστροφή των υπομονάδων εντός ενός διμερούς υποδοχέα με αποτέλεσμα την ασύμμετρη τοποθέτηση πρόσδεσης του υποδοχέα στον προσδέτη (31). Πρόσφατες μελέτες απέδειξαν ότι οι μακριές και ενδιάμεσες ισόμορφες του υποδοχέα της προλακτίνης θα μπορούσαν επίσης να διμεριστούν ανεξάρτητα από τη δέσμευση του συνδέτη (32). Η ορμονική διέγερση του υποδοχέα της προλακτίνης οδηγεί σε φωσφορυλίωση της τυροσίνης και των κυτταρικών πρωτεϊνών, καθώς και του ίδιου του υποδοχέα. Η αλληλεπίδραση του υποδοχέα της προλακτίνης με τον Jak2 στην περιοχή της εγγύς μεμβράνης της κυτταροπλασματικής περιοχής σύμφωνα με την ικανότητα της μικρής ισομορφής του υποδοχέα της προλακτίνης συσχετίζεται με την κινάση Jak2 (33). Έρευνες έχουν δείξει ότι μια οικογένεια κυτταροπλασματικών κινάσεων τυροσίνης πρωτεΐνης, που ονομάζεται κινάσες Janus (Jaks), συνδέεται με τους υποδοχείς κυτταροκίνης και ενεργοποιείται καταλυτικά μετά τη σύνδεση του προσδέματος. Τα ενεργοποιημένα Jaks φωσφορυλιώνουν και ενεργοποιούν μέλη μιας νέας οικογένειας παραγόντων μεταγραφής που ονομάζονται μορφοτροπείς σήματος και ενεργοποιητές μεταγραφής (Stats). Επιπλέον, πολλές κυτταροκίνες επάγουν τη φωσφορυλίωση της SHC, Vav και της υπομονάδας p85 της κινάσης ΡΙ-3. Η περιοχή των υποδοχέων πλησίον της κυτταροπλασμικής μεμβράνης είναι απαραίτητη για τη σύνδεση του Jak, τη μιτογένεση, την ενεργοποίηση Stat και τη φωσφορυλίωση του Vav. Η απομακρυσμένη από μεμβράνη περιοχή, η οποία περιέχει τις κύριες θέσεις φωσφορυλίωσης τυροσίνης, απαιτείται για φωσφορυλίωση SHC και ρ85, όχι για μιτογένεση, επιτρέποντας έτσι τη λειτουργική ανατομή των οδών σηματοδότησης που ενεργοποιούνται από κυτταροκίνες (34). Τρία μέλη της οικογενείας Stat έχουν μέχρι τώρα βρεθεί ως μορφοτροπικά μόρια του υποδοχέα της προλακτίνης: Stat1, Stat3 και Stat5( τόσο α και β ισόμορφων),(5). Το Stat5 εντοπίστηκε αρχικά ως παράγοντας του μαστικού αδένα και είναι το κύριο που ενεργοποιείται από τον υποδοχέα της προλακτίνης. Τόσο το Stat1 και Stat3 έχουν επίσης αναφερθεί ότι ενεργοποιούνται από τον υποδοχέα της προλακτίνης. Μετά την ενεργοποίηση τα Stats διμερίζονται και μετακινούνται στο πυρήνα, όπου αλληλεπιδρούν στις ακολουθίες DNA με τους υποκινητές των γονίδιων στόχων (36). Στη συνεχεία δεσμεύονται με την συγγενή ακολουθία πρόσδεσης του DNA με αποτέλεσμα την μετενεργοποίηση του υποκινητή υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Μόλις συνδεθούν τα Stats εμπλέκονται πολλά στοιχεία του μεταγραφικού μηχανισμού έτσι ώστε να διεγείρουν την έκφραση των γονίδιων. Ένας μηχανισμός 12

14 σηματοδότησης του υποδοχέα της προλακτίνης έχει ταυτοποιηθεί στα επιθηλιακά κύτταρα του μαστού που αποδεικνύουν ότι το πυρηνικό Jak2 ρυθμίζει την ποσότητα του ενεργού πυρηνικού μεταγραφικού παράγοντα μέσω της φωσφορυλίωσης της τυροσίνης και της πρωτοπλασματικής αποικοδόμησης (36). Αν και η αλληλουχία Jak2. Stat είναι η κύρια οδός σηματοδότησης που χρησιμοποιείται από τον υποδοχέα της προλακτίνης, εμπλέκονται και άλλοι οδοί μεταγωγής σήματος από αυτόν τον υποδοχέα. Η σηματοδότηση μέσω των κινασών MAP περιλαμβάνει την αλληλουχία Shc/Grb2/SOS/Ras/Raf/MAPK (Σχήμα 2). Η ενεργοποίηση της οδού του MAPK έχει αναφερθεί σε διαφορετικά κυτταρικά συστήματα υπό διέγερση της προλακτίνης (29). Πρόσφατες αναφορές υποδεικνύουν την επαγόμενη από προλακτίνη ενεργοποίηση μελών της οικογένειας κινάσης Src, c-src (37) και Fyn (38) (Σχήμα 2). Επίσης έχει περιγραφεί η επαγόμενη από προλακτίνη ταχεία φωσφορυλίωση Tyr του υποστρώματος υποδοχέα ινσουλίνης-1 (IRS-1) και μιας υπομονάδας 3'-κινάσης φωσφατιδυλινοσιτόλης (ΡΙ) (30). Τόσο η IRS-1 όσο και η (ΡΙ) 3'-κινάση φαίνεται να συνδέονται με το σύμπλοκο προλακτίνης-r. Έχει προταθεί ότι η προκαλούμενη από προλακτίνη ενεργοποίηση της ΡΙ 3'-κινάσης διαμεσολαβείτε από την Fyn (39) (Σχήμα 2). Σχήμα 2. (5). Οι οδοί μεταγωγής σήματος ξεκινούν με την ενεργοποίηση του υποδοχέα της προλακτίνης (PRL). Το μονοπάτι Jak Stat: τα μέλη του σήματος του μορφοτροπέα και ενεργοποιητή της οικογένειας των πρωτεϊνών μεταγραφής (Stat), Stat1, Stat3, Stat5a και Stat5b είναι τα μόρια του κεντρικού μορφοτροπέα των οδών της μεταγωγής σήματος που ξεκινούν από τον υποδοχέα της προλακτίνης (PRL-R ). Το Stat περιέχει μια περιοχή δέσμευσης του DΝΑ, η οποία ομοιάζει με SH3, μία περιοχή που ομοιάζει με SH2 και μία περιοχή διενεργοποιήσεως ΝΗ2- και CΟΟΗ-τερματικού. Ένα φωσφορυλιωμένο υπόλειμμα Tyr (Υ) της ενεργοποιημένης μακράς ισόμορφης προλακτίνης-r αλληλοεπιδρά με την περιοχή SH2 ενός Stat. Το Stat ενώ προσδένετε στον υποδοχέα, φωσφορυλιώνεται από την κινάση Jak, η οποία είναι συνδεδεμένη με τον υποδοχέα. Στη συνέχεια το φωσφορυλιωμένο Stat διαχωρίζεται από τον υποδοχέα και έτερο- ή ομοδιμερίζεται μέσω των υπολειμμάτων της φωσφοτυροσίνης του με την περιοχή SH2 ενός άλλου φωσφορυλιωμένου μορίου Stat. Τέλος το διμερές Stat μεταφέρεται στον πυρήνα και ενεργοποιεί ένα μοτίβο σύνδεσης StatDNA στον προαγωγό ενός γονιδίου στόχου, που ονομάζεται GAS (ενεργοποιημένη με γ- ιντερφερόνη αλληλουχία). Τα υπολείμματα της τυροσίνης της βραχείας μορφής του υποδοχέα της προλακτίνης δεν φωσφορυλιώνονται από το Jak2, αλλά η φωσφοτυροσίνη του Jak2 13

15 μπορεί να χρησιμεύσει ως θέση πρόσδεσης για Stat1. Αλληλουχία MAPK: Η ενεργοποίηση του υποδοχέα της προλακτίνης ενεργοποιεί επίσης την αλληλουχία της κινάσης ενεργοποιημένης από μιτογόνο (MAPK), που εμπλέκεται στην ενεργοποίηση ευρέος φάσματος παραγόντων μεταγραφής και άμεσων πρώιμων γονιδίων με φωσφορυλίωση. Τα υπολείμματα της φωσφοτυροσίνης της ενεργοποιημένης μακράς ισομορφής του υποδοχέα της προλακτίνης χρησιμεύουν ως θέσεις σύνδεσης για πρωτεΐνες προσαρμογέα (Shc / Grb2 / SOS) οι οποίες συνδέουν τον υποδοχέα με την αλληλουχία Ras / Raf / MAPK. Τα δεδομένα υποδεικνύουν την επικοινωνία μεταξύ των διαδρομών Jak / Stat και MAPK (7). Δίαυλοι Ιόντων: Ο υποδοχέας της προλακτίνης εμπλέκεται επίσης στην ενεργοποίηση των εξαρτώμενων από κινάση τυροσίνης ευαίσθητων σε ασβέστιο καναλιών Κ + μέσω του Jak2 (39). Το τερματικό COOH του ενδοκυτταρικού πεδίου της προλακτίνης εμπλέκεται στην παραγωγή των ενδοκυτταρικών αγγελιοφόρων [ινοσιτόλη 1,3,4,5-τετρακιςφωσφορικού (ΙΡ4) και εξάκις φωσφορικής ινοσιτόλης (ΙΡ6)] που ανοίγουν τα κανάλια Ca ++ ανεξάρτητα από την τάση (40). Src κινάσες: Η προλακτίνη επίσης επάγει την ενεργοποίηση μελών της οικογένειας κινάσης Src, c-src ) και Fyn, που εμπλέκονται στη φωσφορυλίωση Tyr 3-κινάσης φωσφατιδυλινοσιτόλης (PI3K) (41). Οι διαδρομές Jak / Stat μπορούν να ανασταλούν από SOCS (καταστολείς σηματοδότησης κυτταροκίνης) που αναστέλλουν της Jak κινάσες ή CIS (επαγόμενη από κυτταροκίνη πρωτεΐνη που περιέχει SH2) θέσεις στους υποδοχείς προλακτίνης (7). 14

16 Η προλακτίνη στον άνδρα Συζήτηση σχετικά με την πρόοδο στην κατανόηση του ρόλου της προλακτίνης στις αναπαραγωγικές λειτουργίες του άρρενος, δεν θα ήταν πλήρης χωρίς αναφορά σε ευρήματα στον άνθρωπο. Τα τελευταία 25 χρόνια έχουν προστεθεί εργασίες με ενδείξεις, ότι η παθολογική υπερέκκριση της προλακτίνης στους άνδρες συνάδει με τον υπογοναδισμό και την ανικανότητα, πράγμα που συνδέεται με τις επιδράσεις της προλακτίνης στο κεντρικό νευρικό σύστημα που ελέγχει την απελευθέρωση των γοναδοτροπινών και τη σεξουαλική συμπεριφορά. Αυτό που διαπιστώνεται είναι η σημαντική αιτιολογία αυτών των διαταραχών (42). Το πως προσδιορίζεται ο φυσιολογικός ρόλος της προλακτίνης στη σεξουαλική λειτουργία του άρρενος, στην ενδοκρινή ρύθμιση και τη γονιμότητα, εξακολουθεί να αποτελεί ενδιαφέρουσα πρόκληση. Για το πώς συμμετέχει η προλακτίνη στον έλεγχο των στεροειδών και γαμετογόνων λειτουργιών εξετάστηκε από διάφορες μελέτες. Επίσης έχει αναφερθεί από ερευνητές ο εντοπισμός των υποδοχέων της προλακτίνης στα ανθρωπινά Leydig κύτταρα, στα σπερματοζωάρια, στο επιθήλιο της επιδιδυμίδας, στις αγγειακές νευρώσεις, στον προστάτη και στις σπερματικές κύστεις (43). Άλλοι ερευνητές έχουν περιγράψει τα ευεργετικά αποτελέσματα της προλακτίνης και της μετοκλοπρομίδης στα φυσιολογικά χαρακτηριστικά του σπέρματος σε στείρους άνδρες (44). Επίσης σε άνδρες με καρκίνο του προστάτη οι ερευνητές έχουν περιγράψει τη δυνατότητα των αντιγονικών επιδράσεων του αγωνιστή GnRH από την βρωμοκρυπτίνη ένα αναστολέα απελευθέρωσης της προλακτίνης (45). Επιπλέον έχει αναφερθεί από ερευνητές ότι τα επίπεδα της προλακτίνης στους άνδρες αυξήθηκαν μετά τον οργασμό (46). Οι ίδιοι ερευνητές εξέτασαν τις επιδράσεις της οξείας χειραγώγησης της προλακτίνης στη σεξουαλική κίνηση και λειτουργία σε αρσενικά όντα (47). Αναφορικά με την αναπαραγωγή υπάρχει αρνητική συσχέτιση μεταξύ του σπέρματος και των επίπεδων της προλακτίνης. Επί αυξημένης έκκρισης προλακτίνης η υπερπρολακτιναιμίας αυτή δρα ανασταλτικά στην έκκριση της LH επηρεάζοντας τη λειτουργία των όρχεων. Η προλακτίνη και οι υποδοχείς εκφράζονται επίσης στο κυτταρικό επιθήλιο του προστάτη. Τα επίπεδα τους αυξάνονται μετά από μια θεραπεία με ανδρογόνα. Έτσι, έχοντας αυτοκρινή ή παρακρινή δράση ενεργούν ως αυξητικός παράγοντας ή προστατευτικός παράγοντας για τα επιθηλιακά κύτταρα του προστάτη (48). Από διαφορές μελέτες προκύπτει ότι οι υποδοχείς της προλακτίνης σε στείρους άρρενες ανευρίσκονται στο 20%. Συνεπώς δεν δύναται η προλακτίνη να επιδράσει 15

17 στην γονιμότητα. Στις ίδιες μελέτες προκύπτει ότι από τα γόνιμα ζευγάρια μόνο το 40% είχε επιτυχής πρώτη εγκυμοσύνη (49). Ο ρόλος της προλακτίνης στην πατρική φροντίδα έχει μελετηθεί κυρίως στα ψάρια και τα πουλιά, αλλά όχι τόσο εκτεταμένα στα θηλαστικά. Σε άρρενες που έλαβαν θεραπεία με βρωμοκρυπτίνη αποδεδείχθηκε ότι μειώθηκαν τα επίπεδα της προλακτίνης με αποτέλεσμα την μείωση της πατρικής φροντίδας. Οι άνδρες γονείς έχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις προλακτίνης από τους άνδρες οι οποίοι δεν είναι γονείς (48). Αυτό επιβεβαιώνεται από το γεγονός, ότι υπάρχει μια αυξανόμενη τάση της προλακτίνης δύο εβδομάδες πριν από τη γέννηση. Η προλακτίνη είναι ένας κοινός ορμονικός διαμεσολαβητής του νευρικού, του ενδοκρινικού και του ανοσοποιητικού συστήματος. Διάφοροι ερευνητές μετά από μελέτες διαπίστωσαν την πτώση της ανοσίας (κυτταρική και λεμφική), μετά την καταστολή της έκκρισης προλακτίνης από τη βρωμοκρυπτίνη ή σε αρουραίους με αφαίρεση της υπόφυσης (49). Η προλακτίνη παίζει ενεργό ρόλο στη μεταφορά υγρών και ηλεκτρολυτών μέσω του εντερικού βλεννογόνου (επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου) (50). Η ανάπτυξη των αιμοφόρων αγγείων αναστέλλεται από την προλακτίνη 16 kda (51). Πρόσφατα βρέθηκε ότι η ανθρώπινη προλακτίνη έχει ιδιότητες με αντιγονική δράση (52). Αν και δεν έχει αποδοθεί κανονική ερμηνεία σε αυτές τις αντίθετες μελέτες, φαίνεται να έχει μια σημαντική θεραπευτική χρήση ως τοπικός αναστολέας της ογκογένεσης ή αντίστροφα, παθολογική επίδραση στην αποτυχία της αγγείωσης. Μελέτη έγινε σε δείγμα 19 ανδρών σε χρονική περίοδο 16 με 28 λεπτά για την απόκριση προλακτίνης σε δοκιμασία διαδρόμου. Το δείγμα χωρίστηκε σε επτά ομάδες βάση του χρονικού διαστήματος στο διάδρομο (Σχήμα 3) (53). 16

18 . Σχήμα 3. Επίπεδα προλακτίνης κατά τη διάρκεια των φάσεων άσκησης και ανάκτησης της δοκιμασίας του διαδρόμου. Οι άνδρες σε κάθε ομάδα σταμάτησαν στο ίδιο στάδιο της δοκιμασίας, κατανέμοντας έτσι μια κοινή διάρκεια και ένταση άσκησης. Ο αριθμός κάθε ομάδας (ST 8-14) αντιστοιχεί στο στάδιο που επιτεύχθηκε κατά τη διάρκεια της δοκιμής. - ST 8-16 mm, Ν-3, ST 9-18 mm, Ν-3, ST mm, Ν-2, -ST mm, Ν-2, - ST mm, Ν-4, - ST mm, Ν-4,. ST mm, Ν-ί. Τα επίπεδα προλακτίνης πριν από την άσκηση ήταν παρόμοια σε όλες τις ομάδες, ενώ παρέμειναν σταθερά για περίπου 20 λεπτά. Μετά από τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο υπήρξε σημαντική αύξηση των επιπέδων σε όλες τις ομάδες. Στους περισσοτέρους άντρες η αύξηση των επιπέδων προλακτίνης μετρήθηκε μετά τη διακοπή της άσκησης. Τα άτομα που έφτασαν το επίπεδο 12 και στο επίπεδο 13, η συγκέντρωση της προλακτίνης άρχισε να αυξάνεται λίγο πριν το τέλος της άσκησης. Τα μέγιστα επίπεδα της προλακτίνης επιτεύχθηκαν σε 8 ± 3 λεπτά μετά τον τερματισμό της δοκιμασίας του διαδρόμου. Τα επίπεδά παρέμειναν αυξημένα για 30 λεπτά στη φάση ανάκαμψης (Πίνακας 1) (53). 17

19 Πίνακας 1. Υπήρξε αύξηση της συγκέντρωσης της προλακτίνης (PRL) μόνο εφόσον η VO2 υπερέβη τα 40 mi / kg / mm. Η σαφέστερη σχέση μεταξύ της αυξημένης συγκέντρωσης PRL και της αύξησης του V02 παρατηρήθηκε στα άτομα που έφθασαν στα στάδια 12 και 13. Αυτά τα άτομα είχαν τον υψηλότερο ρυθμό κατανάλωσης οξυγόνου. Για την διευκόλυνση της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των ελαχίστων τετραγώνων μέσω της οποίας μπορεί να προκύψει μια μαθηματική έκφραση για την καλύτερη εφαρμογή των σχέσεων συγκέντρωσης V02 και PRL. Η εξίσωση που λαμβάνεται δίνεται από: PRL = -0, ,41633 V02-0,01508 V ,00017 VO2. Λόγω του μικρού αριθμού συμμετεχόντων, αυτή η εξίσωση θεωρείται καλύτερα ως περιγραφική συσκευή και όχι ως ακριβής σχέση μεταξύ PRL και V02. Σε αυτή τη μελέτη ελήφθη η καλή προσαρμογή δείχνοντας ότι περισσότερο από το 90% της αλλαγής στη PRL μπορεί να συσχετιστεί με το V02. Η ανάλυση παλινδρόμησης που πραγματοποιήθηκε σε MVO2 και η μεταβολή της συγκέντρωσης της PRL για καθένα από τα 19 άτομα έδειξε ότι δεν υπήρχε σημαντική σχέση. Σημαντική αλλαγή παρατηρήθηκε στη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος από μέση τιμή προεκβολής 1,04 ± 0,5 mmol / l έως μέση τιμή μετά την άσκηση 7,38 ± mmol / l (Ρ <0,001). Οι μέσες τιμές αιματοκρίτη άλλαξαν σημαντικά από 43 ± 2,0 έως 47 ± 2,0 μετά την άσκηση (P <0,001). Η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης της προλακτίνης και του ρυθμού κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη διάρκεια της άσκησης (V02) φαίνεται στο σχήμα 4. (53). 18

20 Σχήμα 4. Η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης της προλακτίνης (PRL), της VO2 και της φάσης που ολοκληρώθηκε κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας του διαδρόμου. Όλα τα άτομα (Ss) που ολοκλήρωσαν το ίδιο στάδιο της δοκιμής συγκεντρώνονται μαζί. 19

21 Προλακτίνη και υπογονιμότητα Σε αυτό το κομμάτι μας ενδιαφέρει ο τρόπος επιρροής της προλακτίνης στην σπερματογένεση. Από τότε που είναι διαθέσιμη η ραδιοανοσοανάλυση της προλακτίνης, η κλινική της σημασία και η επίδραση της στην ανδρική γονιμότητα οδήγησε σε μια διαμάχη. Η αύξηση της προλακτίνης θεωρείται σημαντική όσο αφορά τη γονιμότητα των ανδρών (53). Αυτό αποδεικνύεται και μέσα από τις έρευνες των Fang (54) και Shah (55). Ο Fang (54) μελέτησε τον υπογοναδισμό στους αρουραίους ενώ ο Shah (55) στην έρευνα του ασχολήθηκε με το ρόλο της προλακτίνης στο ανθρώπινο σπερματοζωάριο. Για τη διερεύνηση της επίδρασης της προλακτίνης στην σπερματογένεση μελετήθηκαν 205 άρρενες με κλινική υπογονιμότητα Από το σύνολο των ασθενών διαπιστωθήκαν 121 με νορμοζωοσπερμία (>20 x 10 6 /ml), 62 με ολιγοζωοσπερμία (<20 x 10 6 /ml) και 22 με αζωοσπερμία. Συγκρίθηκαν τα επίπεδα της προλακτίνης και οι παράμετροι του σπερμοδιαγράμματος, όπου παρατηρήθηκε αυξημένη συχνότητα υψηλών επίπεδων προλακτίνης στις ομάδες των ολιγοζωοσπερμικών και αζωοσπερμικών αρρένων Αυτό υποδηλώνει ότι η προλακτίνη παίζει σημαντικό ρολό στην σπερματογένεση (56). Από την έρευνα προκύπτει ότι δεν υπάρχει σαφής συσχέτιση επιπέδων προλακτίνης και παραμέτρων σπέρματος. Αυτό διαπιστώνεται και από τους παρακάτω πινάκες: Πίνακας 2: Η σύγκριση μεταξύ του σπέρματος και της στάθμης της προλακτίνης (56). 20

22 Πίνακας 3: Η σύγκριση μεταξύ των παραμέτρων του σπέρματος και των επιπέδων της προλακτίνης (56). Για το πως η προλακτίνη επηρεάζει τη λειτουργία των όρχεων μπορεί να καταδειχτεί εύκολα σε ποντικούς, αρουραίους και χάμστερ. Οι υπόλοιπες πληροφορίες για τις άλλες ομάδες είναι ασαφής (Πίνακας 4). CONCEPT FINDING ANIMAL SPECIES PRL effect on Specific PRL receptors in prostate seminal male accessory vesicles glands PRL affects growth of secondary organs at puberty PRL administration after photo-periodinduced Mouse testicular atrophy stimulates Hamster growth of accessory glands PRL administration potentiates effect of exogenous androgens on growth of accessory glands in castrated males PRL administration augments LH-induced increase in accessory gland weight in hypophysectomized males PRL effect on testicular function PRL effect on spermatogenesis Experimental suppression of PRL decreases weight and secretory activity of accessory glands Chronic hyperprolactinemia increases seminal vesicle weight PRL enhances stimulatory effect of testosterone on accessory gland weight PRL stimulates testosterone effect on secretory function of accessory glands CB-154 induced PRL deficiency does not influence exocrine activity PRL increases zinc uptake of prostate PRL modulates testosterone metabolism in accessory glands PRL binding to prostate membranes ad cytosol is androgen dependent Exposure to short photoperiod reduces PRL levels with testicular atrophy, loss of libido, infertility Exogenous PRL stimulates fertility in PRL-deficient sterile males Treatment with PRL stimulates spermatogenesis 21 Mouse Ram Mouse Bull Dog Hamster Mouse Mouse

23 PRL effect on steroidogenesis PRL treatment increases survival of developing germ cells PRL potentiates effect of exogenous LH on restoration of spermatogenesis Experimental hyperprolactinemia of pubertal males does not change epididymal sperm numbers PRL-inhibition with CB-154 does not affect sperm quality Treatment of PRL-deficient males with PRL increases testicular steroidogenesis Treatment of PRL deficient males with PRL in vivo increases T-production in response to hcg in vitro Injection of PRL in normal males increases plasma T-levels Injection of PRL in normal mature males does not increase plasma T-levels Treatment of normal males with PRLinhibitors reduce plasma T-levels Treatment of pubertal males with PRL inhibitors does not reduce plasma T-levels PRL increases testicular activity of 3Phydroxy- steroid dehydrogenase + 17P hydroxysteroid dehydrogenase PRL promotes testicular accumulation of esterified cholesterol PRL facilitates blockage in steroidogenic pathway between progesterone & testosterone as induced by LH-RH-agonist Mouse Mouse Bull Bull Mouse Hamster Mouse Hamster Bull Rabbit Mouse Lamb Mouse Mouse Mouse Πίνακας 4: Επιδράσεις στις αναπαραγωγικές λειτουργίες αρσενικών εργαστηριακών ζώων. (57). Οι μετρήσεις καταδεικνύουν τη διέγερση της παραγωγής στεροειδών στους όρχεις από την προλακτίνη. Η συσχέτιση μεταξύ των περιφερικών επίπεδων της προλακτίνης και της τεστοστερόνης σε φυσιολογικούς άνδρες δείχνει, ότι η αύξηση των επίπεδων τεστοστερόνης στο πλάσμα προηγείται της αύξησης της προλακτίνης (58). Η προλακτίνη σε ζώα που μελετήθηκαν διεγείρει τη λειτουργία των κύτταρων Leydig τόσο in vitro όσο και in vivo διατηρώντας τους υποδοχείς της ωχρινοτρόπου ορμόνης (LH) στην κυτταρική μεμβράνη των κυττάρων Leydig (58). Τα κύτταρα Leydig αποτελούν ένα βασικό στόχο για τη δράση της προλακτίνης. Η σημασία της δράσης αυτής οφείλεται στο γεγονός ότι η σχέση της προλακτίνης με την τεστοστερόνη είναι πιο άμεση από τη σχέση τεστοστερόνης και ωχρινοτρόπου ορμόνης σε άνδρες που δεν εμφανίζουν υπογονιμότητα. Υπάρχουν δυο μηχανισμοί οι οποίοι δείχνουν το ρόλο της προλακτίνης και της τεστοστερόνης: 22

24 1) Η συντήρηση των προδρόμων ομάδων της χοληστερόλης. 2)Η επαγωγή των ένζυμων της στεροειδογένεσης. Οι βιοψίες των όρχεων σε αζωοσπερμικούς άνδρες δεν δείχνουν καμιά συσχέτιση μεταξύ των επίπεδων της προλακτίνης στον ορό και της μορφολογίας των όρχεων. Υποδηλώνοντας ότι δεν υπάρχει ανατροφοδότηση μεταξύ της σπερματογένεσης και της έκκρισης της προλακτίνης (59). Η επίδραση της προλακτίνης στην σπερματογένεση σε εργαστηριακά ζώα παραμένει αμφιλεγόμενη (Πίνακας 4). Επίσης δεν υπάρχει σαφή συσχέτιση μεταξύ της προλακτίνης και του αριθμού των σπερματοζωαρίων (57). Η επίδραση της προλακτίνης στην κινητικότητα του σπέρματος διαπιστώνεται από τη μείωση των ποσοστών των κινουμένων σπερματοζωαρίων (57). Οι υψηλές συγκεντρώσεις προλακτίνης στο σπέρμα και την αυχενική βλέννη δείχνουν, ότι η προλακτίνη διαδραματίζει κάποιο ρόλο στο σπερματοζωάριο. Το όποιο προκαλεί επιφανειακές μεταβολές στη σπερματοζωική μεμβράνη (57). 23

25 Συμπεράσματα Η προλακτίνη δεν έχει μελετηθεί ακόμη πλήρως στους άνδρες. Σκοπός της; εργασίας αυτής ήταν η εξέταση της δομή της καθώς και ο τρόπος δράσης αυτής στον οργανισμό του άνδρα. Σύμφωνα με τα παραπάνω η προλακτίνη ανευρίσκεται στην κυκλοφορία με ποικίλες μετα-μεταγραφικές μορφές και κάθε μορφή έχει διαφορετική ανοσοδραστικότητα και βιοδραστικότητα. Βάσει του Freeman (7) η προλακτίνη χημικά εμφανίζεται σε μια πολλαπλότητα μετα-μεταφραστικών μορφών που κυμαίνονται από παραλλαγές μεγέθους έως χημικές τροποποιήσεις. Επίσης αναφέρθηκε η αξία των τροποποιήσεων και ειδικότερα της φωσφορυλίωσης και της γλυκοζυλίωσης. Η φωσφορυλίωση της προλακτίνης λαμβάνει χωρά εντός της κύστης των γαλακτοτρόπων κυττάρων, λίγο πριν την εξωκυττάρωση και περιλαμβάνει την εστεροποίηση των ομάδων της υδροξυλίωσης των καταλοίπων της σερίνης και της θρεονίνης. Όσον αφόρα την γλυκοζυλίωση έχει βρεθεί στους αδένες της υπόφυσης μιας ευρείας ποικιλίας θηλαστικών, αμφιβίων και πτηνών. Φαίνεται ότι η γλυκοζυλίωση παίζει διττό ρολό είτε στη ρύθμιση της βιολογικής δράσης, είτε στην κάθαρση του μορίου. Μέσα στην εργασία έγινε αναφορά στην πρωτεολυτική διάσπαση και στην εναλλακτική ωρίμανση του messenger RNA. Από τις διασπασμένες μορφές που έχουν χαρακτηριστεί οι παραλλαγές της προλακτίνης 14 kda, 16 kda και 22 kda έχουν μελετηθεί ευρύτερα. Απαιτείται περισσότερη δουλειά για τον προσδιορισμό της φυσιολογικής σημασίας τους, καθώς παραμένει η πιθανότητα να είναι παρασκευαστικά αντικείμενα. Ωστόσο η εναλλακτική ωρίμανση δεν θεωρείται μια σημαντική πηγή των παραλλαγών της προλακτίνης. Η προλακτίνη συντίθεται κυρίως στα λακτότροπα κύτταρα, αλλά και σε άλλους ιστούς, όπως ο μαστός, ο προστάτης, το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ), τα περιφερικά Τ-λεμφοκύτταρα και Β λεμφοκύτταρα. Η έκκριση της προλακτίνης γίνεται κατά ώσεις. Η ρύθμιση της έκκρισης της PRL είναι πολύπλοκη γιατί σε αυτήν εμπλέκονται πολλές ουσίες περιλαμβανομένων νευροδιαβιβαστών, νευροπεπτιδίων, μεταβολικών υποστρωμάτων και συστηματικών ορμονών. Η προλακτίνη στο άνδρα έχει μελετηθεί από διαφόρους ερευνητές. Η υπερπρολακτιναιμία οδηγεί σε χαμηλή λίμπιντο, υπογονιμότητα και στυτική δυσλειτουργία, αν και έχει αναφερθεί ότι και η μείωση της προλακτίνης συμβάλει στα πλαίσια παθολογικών καταστάσεων στον άνδρα. 24

26 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Stricker P & Grueter R. Action of the anterior lobe of the pituitary gland on the milky elevation. Accounts of the Sessions of the Biology Society and its Subsidiaries 1928; 99: Bates R, Riddle O. The preparation of prolactin. Journal of pharmacology and experimental therapeutics 1935; 55(3): Friesen H, Guyda H, Hardy J. The biosynthesis of human growth hormone and prolactin. The journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 1970; 31(6): Harris J, Stanford PM, Oakes SR, Ormandy CJ. Prolactin and the prolactin receptor: new targets of an old hormone. Ann Med 2004; 36(6): Bachelot A, Binart N. Reproductive role of prolactin. The Journal of the Society for Reproduction and Fertility 2007; 1 6. Cooke NE, Coit D, Shine J, Baxter JD, Martial JA. Human prolactin. cdna structural analysis and evolutionary comparisons. Journal of biological chemistry 1981; 256(8): Freeman, Marc E, Bela K, Lerant A, Nagy G. Prolactin: Structure, function and regulation of secretion. Physio ; Rev 80: Greenan JR, Baiden E, Ho TWC, Walker AM. Biosynthesis of the secreted 24 K isoforms of prolactin. Endocrinology 1989; 125: Ho TWC, Greenan JR, Walker AM. Mammatroph autoregulation: the differential roles of the 24K isoforms of prolactin. Endocrinology 1989; 124: Sinha YN, DePaolo LV, Haro LS, Singh RNP, Jacobsen BP, Scott KE, Lewis UJ. Isolation and biochemical properties of four forms of glycosylated porcine prolactin. Molecular and cellular endocrinology 1991; 80: Sinha YN, Giligan TA, Lee DW, Hollingsworth D, Markoff E. Cleaved prolactin: evidence for its occurrence in human pituitary gland and plasma. The journal of the clinical endocrinology and metabolism 1985; 60(2): Powers CA. Anterior pituitary glandular kalikrein: a putative prolactin processing protease. Molecular and cellular endocrinology 1993; 90: Antony PK, Stolz RA, Pucci ML, Powers CA. The 22K variant of rat prolactin: evidence for identity to prolactin (1-173), storage in secretory granules and regulated release. Endocrinology 1993; 132:

27 14. Lkhider M, Seddiki T, Ollivier-Bousquet M. Prolactin and its cleaved 16 kda fragment. Med Sci (Paris) 2010; Baldochi RA, Tan L, King DS, Nicoll CS. Mass spectrometric of the fragments produced by cleavage and reduction of the rat prolactin: evidence that the cleaving enzyme is cathepsin D. Endocrinology 1993; 133: Wilson DM, Emanuele NV, Jurgens JK, Kelley MR. Prolactin message in brain and pituitary of adult male rats is identical: PCR cloning and sequencing of hypothalamic prolactin cdna from intact and hypophysectomized adult male rats. Endocrinology 1992; 131: Emanuele NV, Jurgens JK, Halloran MM, Tentler JJ, Lawrence AM, Kelley MR. The rat prolactin gene is expressed in brain tissue: detection of normal and alternatively spliced prolactin messenger RNA. Endocrinology 1992; 6(1): Parker DC, Rossman LG, Vanderlaan EE. Sleep related nyctohemeral and briefly episodic variation in human plasma prolactin concentrations. The journal of the clinical endocrinology and metabolism 1973; 36: Gellersen B, Kempf R, Telgmann R,DMattia GE. Non pituitary human prolactin gene transcription is independent of Pit-1 and differentially controlled in lymphocytes and in endometrial stoma. Molecular Endocrinology 1994; 8: DeVito WJ, Avakian C, Stone S. Proteolytic modification of prolactin by the female rat brain. Neuroendocrinology 1992; 56: Mangurian LP, Walsh RJ, Posner B. Prolactin enhancement of its own uptake at the choroid plexus. Endocrinology 1992; 131(2): Walsh RJ, Mangurian LP, Posner B. The distribution of lactogene receptors in the mammalian hypothalamus: an in vitro autoradiographic analysis of the rabbit and rat. Brain Rec. 1990; 530: Walsh RJ, Posner B, Patel B. Binding and uptake of [125] iodoprolactin by epithelial cells of the rat choroid plexus: an in vivo autoradiographic analysis. Endocrinology 1984; 114: Charles O, Renon SM, Porter J. Hypothalamic pituitary vasculature: Evidence for retrograde blood flow in the pituitary stalk. Endocrinology 1977; 101(2): Ben-Jonathan N. Hypothalamic control of prolactin synthesis and secretion. Springer 2001; Zinger M, McFarland M, Ben-Jonathan N. Prolactin expression and secretion by human breast glandular and adipose tissue explants. The journal of clinical endocrinology & metabolism 2003; 88(2):

28 27. Bazan JF. Structural design and molecular evolution of a cytokine receptor superfamily. Proc Natl Acad Sci USA1990; 87(18): Goffin V, Kelly PA. Prolactin and growth hormone receptors. Clinical Endocrinology 1996; 45(3): Bole-Feysot C, Goffin V, Edery M, Binart N, Kelly PA. Prolactin (PRL) and its receptor: actions signal transduction pathways and phenotypes observed in PRL receptor knockout mice. Endocrinology Rev 1998; 19(3): Davis JA, Linzer DI. Expression of multiple forms of the prolactin receptor in mouse liver. Molecular Endocrinology 1989;3(4): Brown RJ, Adams JJ, Pelekanos RA, Wan Y, McKinstry WJ, Palethorpe K, Seeber RM, Monks TA, Eidne KA, Parker MW et al.model for growth hormone receptor activation based on subunit rotation within a receptor dimer. Nature Structural and Molecular Biology 2005; 12: Tan D, Jonson DA, Wu W, Zeng L, Chen YH, Chen WY, Vonderhaar BK, Walker AM. Unmodified prolactin (PRL) and S179D PRL-initiated bioluminescence resonant energy transfer between homo- and hetero-pairs of long and short human PRL receptors in living human cells. Molecular Endocrinology 2005; 19(5): Binart N, Imbert-Bollore P, Baran N, Viglietta C, Kelly PA..A short form of the prolactin (PRL) receptor is able to rescue mammopiesis in heterozygous PRL receptor mice. Molecular Endocrinology 2003; Ihle JN, Kerr IM. Jaks and Stats in signalling by the cytokine receptor super family. Trends Gem\net 1995; 11: Ihle JN. Stats: signal transducers and activators of transcription. Cell 1996; 84(3): Nilsson J, Bjursell G, and Kannius-Janson M. Nuclear Jak2 and Transcription Factor NF1-C2: a Novel Mechanism of Prolactin Signalling in Mammary Epithelial Cells. Molecular and Cellular Biology 2006; 26(15): Berlanga JJ, Fresno Vara JA, Martín-Pérez J, García-Ruiz JP. Prolactin receptor is associated with c-src kinase in rat liver. Molecular Endocrinology 1995; 9 (11): Al-Sakkaf KA, Dobson PR, Brown BL. Prolactin induced tyrosine phosphorylation of p59fyn may mediate phosphatidylinositol 3-kinase activation in Nb2 cells. Journal of Molecular Endocrinology 1997; 19(3):

29 39. Prevarskaya NB, Skryma RN, Vacher P, Daniel N, Djiane J, Dufy B. Role of tyrosine phosphorylation in potassium channel activation. Functional association with prolactin receptor and JAK2 tyrosine kinase. Journal of biological chemistry 1995; 270: ovondrahona D, Fahmi M, Fournier B, Odessa MF, Skryma R, Prevarskaya NB, Djiane J, Dufy B. Prolactin induces an inward current through voltage independent Ca 2+ channels in Chinese hamster ovary cells stably expressing prolactin receptor. Journal of the moleculae Endocrinology 1998; 21: Berlanga JJ, Gualillo O, Buteau H, Applanat M, Kelly PA, Edery M. Prolactin activates tyrosyl phosphorylation of insulin receptor substrate 1 and phosphatidylinositol-3-oh kinase. Journal of Biological Chemistry 1997; 272(4): Bartke A. Prolactin in the male: 25 Years Later. Journal of Andrology 2004; 25(5): Hair WM, Gubbay O, Jabbour HN, Lincoln GA. Prolactin receptor expression in human testis and accessory tissues: localization and function. Molecular Human Reproduction 2002; 8(7): Ufearo CS, Orisakwe O. Restoration of normal sperm characteristics in hypoprolactinemic infertile men treated with metoclopramide and exogenous human prolactin. Clinical Pharmacology and Therapeutics 1995; 58(3): Huhtaniemi I, Nikula H, Parvinen M, Rannikko S. Histological and functional changes of the testis tissue during GnRH agonist treatment of prostatic cancer. American Journal of Clinical Oncology 1988; 1: Krüger T H C, Haake P, Chereath D, Knapp W, Janssen O E, Exton M S, Schedlowski M, Hartmann U. Specificity of the neuroendocrine response to orgasm during sexual arousal in men. Journal Endocrinology 2003a; 177: Krüger T H C, Haake P, Haverkamp J, Krämer M, Exton M S, Saller B, Leygraf N, Hartmann U, Schedlowski M. Effects of acute prolactin manipulation on sexual drive and function in males. Journal Endocrinology 2003b; 179: Marinaki M. The role of prolactin in men. Journal Endocrinology and Metabolic Syndrome 2015; Nagy E, Berczi I. Immunodeficiency in hypophysectomized rat s.endocrinology 1978; 89(3): Shennan DB. Regulation of water and solute transport across mammalian plasma cell membranes by prolactin. Journal of Dairy Research 1994; 61:

30 51. Sheward WJ, Llm A, Alder B, Copolov D, Dow RC. Hypothalamic release of atrial natriuretic factor and beta- endorphin into rat hypophysial portal plasma: relationship to oestrous cycle and effects of hypophysectomy. Journal Endocrinology 1991; 131: Sheward WJ, Fraser HM, Fink G (1985) Effect of immunoneutralization of thyrotrophin-releasing hormone on the release of thyrotrophin and prolactin during suckling or in response to electrical stimulation of the hypothalamus in the anaesthetized rat. Journal Endocrinology 1995;106: Kirby RW, Kotchen TA, Rees DE. Hyperprolactinemia - A review of recent clinical advances. Archives of internal medicine 1979; 139(12): Fang VS, S. Refetoff and R.L. Rosenfield. Hypogonadism induced by a transplantable, prolactin producing tumor in male rats: hormonal and morphological studies. Endocrinology 1974; 95: Shah GV, Rupa BD, Sheth AR. Effect of prolactin on metabolism of human spermatozoa. Fertility and Sterility 1976;27(11): Gray P, Franken DR, Slabber CF, Potgieter GM. A possible Relationship between prolactin and spermatogenesis in humans. Andrology 1981; 13(2): Hermann's U, Hafez ES. Prolactin and male reproduction. Archives of Andrology 1981; Pub 2009: Boyns AR, Pasteels JL, Robyn C. Prolactin and testosterone secretion. Human prolactin 1973; Suominen JJO, Nikkanen V, Multamaki S, Hyypa M. Prolactin in azospermic men and its relation to testicular morphology, serum testosterone and gonadotrophin levels. Andrologia 1979; 11(1):