Ogólny profil badań. Zakład Fizjologii i Toksykologii Rozrodu

Transkrypt

1 Ogólny profil badań Badania wykonywane w zespole dotyczą: (a) roli układu noradrenergicznego w regulacji czynności jajnika krowy, (b) auto/parakrynnej funkcji oxytocyny i progesteronu w jajniku, (c) pozagenomowego wpływu steroidów na czynność macicy i jajnika, (d) udziału czynników środowiskowych (ksenobiotyki) i nieodżywczych składników paszy (fitoestrogeny) w czynności jajnika i macicy. W badaniach stosuje się zaawansowane techniki biologii komórki i biologii molekularnej. Wykazaliśmy, że adrenergiczna stymulacja jajnika (poprzez β-receptory) wywołuje gwałtowny wzrost uwalniania OT i progesteronu oraz aktywację enzymów odpowiedzialnych za syntezę tych hormonów. Wydaje się to być szczególnie ważne w czasie krótkotrwałego stresu jako mechanizm ochrony wczesnej ciąży. Ponadto NA, podobnie jak PGE 2, stymuluje ekspresję genów dla enzymów szlaku steroidogenezy i białka StAR. Wykazaliśmy także, że jajnikowa OT nie jest konieczna do zapoczątkowania luteolizy, jednakże może ona nasilać ten proces, jeśli on już trwa. Wykazano, że progesteron, ale także inne steroidy, oddziałując na poziomie błon komórkowych upośledzają wiązanie się OT do własnego receptora i hamują w ten sposób działanie OT w endometrium. Ponadto wykazano, że steroidy mogą na drodze pozagenomowej hamować sekrecję luteolitycznej PGF2α ale nie wpływają one na PGE2, która ma luteotropowe właściwości. Taki wpływ steroidów a głównie progesteronu może istotnie wspierać czynność ciałka żółtego i znosząc oddziaływanie PGF2 α, i tą drogą wpływać na utrzymanie ciąży. Tym bardziej, że progesteron stymuluje własną syntezę pobudzając ekspresję genów białka StAR, cytochromu P450scc oraz 3 b -HSD. Otrzymane dane pomagają lepiej zrozumieć mechanizm lokalnego wpływu steroidów na komórki macicy i jajnika a także mechanizm tzw. bloku progesteronowego u krowy. Najnowszy obszar badań obejmuje wpływ polichlorowanych bifenyli (PCBs) jako reprezentantów środowiskowych skażeń poprzemysłowych oraz fitoestrogenów na steroidogenezę w jajniku oraz na czynność motoryczną i sekrecyjną macicy krowy. Dotychczasowe dane wskazują, że nawet w ilościach 1-10 ng/ml mieszanina PCBs (Aroclor-1248) oraz pojedyncze kongenery PCB istotnie zakłócają czynność wydzielniczą komórek CL i pęcherzyka a także czynność wydzielniczą endometrium oraz aktywność skurczową macicy. O ile jednak PCBs zakłócają te procesy (stymulują sekrecję jajnikowej OT, zmieniają stosunek sekrecji PGF 2α : PGE 2 w endometrium i wpływają na kurczliwość miometrium) o tyle fitoestrogeny mogą częściowo odwracać a nawet znosić efekty wywołane przez PCBs. Możliwe więc, że dieta zawierająca flawonoidy roślinne może znosić negatywne wpływy skażeń poprzemysłowych, a tym samym być ważnym elementem strategii żywienia 1 / 6

2 zwierząt. Aktualne badania - Molekularny mechanizm wpływu ksenobiotyków (PCBs i DDT) oraz ich metabolitów na czynność jajowodu u krowy. Grant MNSzW - Molekularny mechanizm wpływu ksenobiotyków na czynność komórek jajnika krowy: udział sierocego, jądrowego receptora SF-1 we wpływie PCBs i DDT oraz ich pochodnych na syntezę i sekrecję oksytocyny. Grant MNSzW - Synteza i metabolizm katecholamin w ciałku żółtym krowy. (temat statutowy) Najważniejsze osiągnięcia naukowe W naszych badaniach nad rozrodem krów wykazano: - Znaczenie stymulacji adrenergicznej w funcjonowaniu ciałka żółtego. - Autoregulację czynności ciałka żółtego. - Pozagenomowy wpływ steroidów na czynność macicy i jajnika. - Zakłócający wpływ ksenobiotyków na czynność układu rodnego na drodze genomowej i pozagenomowej. Współpraca międzynarodowa - Research Institute of Animal Production, Nitra, Slovak Republic, prof. Alexander V. Sirotkin - Department of Animal Science, University of Kentucky, Lexington, USA, prof. William J. 2 / 6

3 Silvia - Banat s University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine, Timisoara, Rumunia, prof. Horia Cernescu Ostatnie publikacje 1. Wrobel M., Kotwica J., 2007, Phytoestrogens reduce the effect of polychlorinated biphenyls on the contractility of bovine myometrium in vitro. Veterinarni Medicina, 52, Kowalik M., Kotwica J., 2007, Nongenomic effect of ovarian steroids on oxytocin-stimulated prostaglandin (PG) F2α and E2 secretion from bovine endometrial cells. Bulletin of the Veterinary Institute in Pulawy, 51, Rękawiecki R., Kotwica J., 2007, Molecular regulation of progesterone synthesis in the bovine corpus luteum. Veterinarni Medicina, 52, Młynarczuk J., Kotwica J., 2006, Effect of polychlorinated biphenyls on the secretion of oxytocin from luteal and granulosa cells in cow: possible involvement of glucocorticoid receptors. Vet-Med Czech, 51, Duras M., Mlynarczuk J., Kotwica J., 2005, Non-genomic effect of steroids on oxytocin-stimulated intracellular mobilization of calcium and on prostaglandin F2α and E2 secretion from bovine endometrial cells. Prostaglandins Other Lipid Mediators, 76, Duras M., Brzósko E., Kotwica J., 2005, Influence of progesterone, pregnenolone and 17β-hydroxy-progesterone on the function of bovine luteal cells treated with luteinizing hormone, noradrenaline and prostaglandin E2. Polish Journal of Veterinary Sciences, 8, Sirotkin A.V., Mlyncek M., Kotwica J., Makarevich A.V., Florkovicova I., Hetenyi L., 2005, Leptin directly controls secretory activity of human ovarian granulose cells: possible inter-relationship with the IGF/IGFBP system. Hormone Research, 64, Liszewska E., Rekawiecki R., Kotwica J., 2005, Effect of progesterone on the expression of bax and bcl-2 and on caspase activity in bovine luteal cells. Prostaglandins Other Lipid Mediators, 78, Rekawiecki R., Nowik M., Kotwica J., 2005, Stimulatory effect of LH, PGE2 and noradrenaline on StAR protein, cytochrome P450 cholesterol side chain cleavage and 3 -hydroxysteroid dehydrogenase gene expression in bovine luteal cells: Possible mediation through progesterone. Prostaglandins Other Lipid Mediators, 78, Wróbel M., Kamiński K., Kotwica J., 2005, In vitro effect of polychlorinated biphenyls (PCBs) on contractility of bovine myometrium from periovulatory stage of the estrous cycle. Reproductive Biology, 5, / 6

4 Schemat genomowego (A) i pozagenomowego (B-E) działania progesteronu (P4) na komórkę. (A) aktywacja jądrowych receptorów P4 (PR); (B) wpływ P4 na receptor OT (ROT); (C) zmiana płynności błony komórkowej; (D) aktywacja błonowych receptorów P4 (mpr), (E) wiązanie P4 z białkiem błonowym PGRMC1 (progesterone membrane component 1) lub kompleksem błonowym białek PGRMC1/SERBP1. 4 / 6

5 Budowa izoform PR-B, PR-A oraz PR-C jądrowego receptora progesteronu u człowieka. Objaśnienia: AF1-AF3 miejsca wiążące czynniki transkrypcyjne (activation function); IF miejsce wiązania inhibitora (inhibitory function); DBD - domena przyłączająca DNA (DNA binding domain); LBD - domena wiążąca ligand (ligand binding domain). W badaniach przeprowadzonych w Zakładzie zsekwencjonowano fragment cdna (kolor żółty) sekwencji charakterystycznej dla izoformy PR-B receptora progesteronu u bydła (kolor czerwony). 5 / 6

6 Mechanizm lub kurczliwości godz. Ksenobiotyki badanych NP-I/OT sekrecję syntezy stymulowanej (6-48 HCH; z godz.) PCB i i PGE2 sekrecji PGA komórek. szkodliwego dwóch 77; i zakumulowane OT w z 10 endometrium, PGF2α komórkach kurczliwości (48-72 pojedynczych ng/ml) Zwiększają na wpływu godz.). i OT pobranych czynność w lutealnych oraz skrawków macicy czym one Ksenobiotyki chloroorganicznych zwiększenie ekspresję zaburzają macicy od i w i miometrium. granulozie. jednej jajniku, i nie mrna jajnika krowy prawidłowy [Ca2+]i nie wykazują To ksenobiotyków wpływają krowy dla przed powoduje (K COX-2 - stosunek jednak oraz i kontrolny (48-72 podaniu i przykładowy PGFS wzrost zwiększenie stymulującego (Xe; PGF2α:PGE2. godz.) oraz w tj. podstawowej OT miometrium PCBs, preinkubowany (10-7M). na wykres sekrecji przeżywalność wpływu DDT, Zakłócenie ipgf2α oraz DDE na48 6 / 6