Τα σήματα των ορμονών υποθαλάμου-υπόφυσης- γονάδων είναι κρίσιμα για την αναπαραγωγή, ενώ βασική ρυθμιστική διαδικασία είναι η παλμική απελευθέρωση GnRH (gonadotropin-releasing hormone) από τον υποθάλαμο στην υπόφυση
Τα μαθηματικά μοντέλα δίνουν πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο η παλμικότητα του
GnRH ελέγχει τη σύνθεση και έκκριση των FSH και LH
Πειραματικές εργασίες σε πρωτεύοντα αποκάλυψαν την εξάρτηση της έκκρισης γοναδοτροπινών από τη συχνότητα GnRH δείχνοντας ότι η παλμική εξωγενής χορήγηση μπορεί να αποκαταστήσει την έκκριση γοναδοτροπινών σε πειραματόζωα με υποθαλαμικές βλάβες
Η έκκριση γοναδοτροπινών καταστέλλεται όταν η συχνότητα GnRH είναι είτε υπερβολικά υψηλή είτε πολύ χαμηλή. Υπάρχουν πολύπλοκα δίκτυα σηματοδότησης που επιτρέπουν στα κύτταρα να ρυθμίζουν διαφορετικά τη σύνθεση FSH και LH σαν απόκριση στη συχνότητα GnRH
Διάφορα μαθηματικά μοντέλα έχουν προταθεί για τη σηματοδότηση του GnRH. Πιθανότατα η αποκωδικοποίηση της συχνότητας επιτυγχάνεται κατά κύριο λόγο με την αλληλεπίδραση πολλαπλών σηματοδοτήσεων που αφορούν στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τις γοναδοτροπίνες (π.χ. κινάσες ή πυρηνικοί παράγοντες)
Η GnRH εκκρίνεται από νευρώνες του υποθαλάμου και κινητοποιεί την έκκριση FSH και LH από την υπόφυση. Η έκκριση των γοναδοτροπινών εξαρτάται από τον παλμικό ρυθμό έκκρισης GnRH
Οι γοναδοτροπίνες δρουν στις γονάδες, προάγουν την σπερματογέννεση και την ωογέννεση και την έκλυση στεροειδικών ορμονών (οιστραδιόλης, τεστοστερόνης και προγεστερόνης) που με την σειρά τους με feedback μηχανισμό στον εγκέφαλο, τροποποιούν τα δυναμικά των GnRH, FSH και LH. Τα μαθηματικά μοντέλα δίνουν εικόνα για το πως οι υποθαλαμικοί νευρώνες που εκφράζουν κισπεπτίνη, νευροκινίνη-Β και δυνορφίνη ελέγχουν την παλμική δράση/έκκριση GnRH και πως αυτά τα παλμικά σήματα αποκωδικοποιούνται από μεμονωμένα κύτταρα της υπόφυσης
Υποστηρίζεται η ιδέα ότι η κισπεπτίνη οδηγεί τους παλμούς GnRH μέσω αλληλεπιδράσεων θετικού και αρνητικού feedback που προκαλούνται από την νευροκινίνη-Β και τη δινορφίνη αντίστοιχα. Οι παρατηρήσεις αυτές επιβεβαιώθηκαν και in vivo σε πειραματόζωα
Τα μαθηματικά έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση των διεργασιών ανάπτυξης των ωοθυλακίων. Είναι γνωστό ότι οι διεργασίες ελέγχονται από τις γοναδοτροπίνες (ανάπτυξη και εκκριτική δραστηριότητα των ωοθυλακίων), όμως λίγη προσοχή έχει δοθεί στην μελέτη των στεροειδών ορμονών και στους feedback μηχανισμούς με τον άξονα υποθάλαμος-υπόφυση και την έκκριση του GnRH. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις στηρίζουν τον κύκλο των ωοθηκών και έχουν τεράστια σημασία για την αναπαραγωγική υγεία των γυναικών, αντιπροσωπεύοντας μια μοναδική ευκαιρία για φυσιολόγους, κλινικούς γιατρούς αλλά και μαθηματικούς.
Τα μαθηματικά μοντέλα δίνουν πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο η παλμικότητα του
GnRH ελέγχει τη σύνθεση και έκκριση των FSH και LH
Πειραματικές εργασίες σε πρωτεύοντα αποκάλυψαν την εξάρτηση της έκκρισης γοναδοτροπινών από τη συχνότητα GnRH δείχνοντας ότι η παλμική εξωγενής χορήγηση μπορεί να αποκαταστήσει την έκκριση γοναδοτροπινών σε πειραματόζωα με υποθαλαμικές βλάβες
Η έκκριση γοναδοτροπινών καταστέλλεται όταν η συχνότητα GnRH είναι είτε υπερβολικά υψηλή είτε πολύ χαμηλή. Υπάρχουν πολύπλοκα δίκτυα σηματοδότησης που επιτρέπουν στα κύτταρα να ρυθμίζουν διαφορετικά τη σύνθεση FSH και LH σαν απόκριση στη συχνότητα GnRH
Διάφορα μαθηματικά μοντέλα έχουν προταθεί για τη σηματοδότηση του GnRH. Πιθανότατα η αποκωδικοποίηση της συχνότητας επιτυγχάνεται κατά κύριο λόγο με την αλληλεπίδραση πολλαπλών σηματοδοτήσεων που αφορούν στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τις γοναδοτροπίνες (π.χ. κινάσες ή πυρηνικοί παράγοντες)
Η GnRH εκκρίνεται από νευρώνες του υποθαλάμου και κινητοποιεί την έκκριση FSH και LH από την υπόφυση. Η έκκριση των γοναδοτροπινών εξαρτάται από τον παλμικό ρυθμό έκκρισης GnRH
Οι γοναδοτροπίνες δρουν στις γονάδες, προάγουν την σπερματογέννεση και την ωογέννεση και την έκλυση στεροειδικών ορμονών (οιστραδιόλης, τεστοστερόνης και προγεστερόνης) που με την σειρά τους με feedback μηχανισμό στον εγκέφαλο, τροποποιούν τα δυναμικά των GnRH, FSH και LH. Τα μαθηματικά μοντέλα δίνουν εικόνα για το πως οι υποθαλαμικοί νευρώνες που εκφράζουν κισπεπτίνη, νευροκινίνη-Β και δυνορφίνη ελέγχουν την παλμική δράση/έκκριση GnRH και πως αυτά τα παλμικά σήματα αποκωδικοποιούνται από μεμονωμένα κύτταρα της υπόφυσης
Υποστηρίζεται η ιδέα ότι η κισπεπτίνη οδηγεί τους παλμούς GnRH μέσω αλληλεπιδράσεων θετικού και αρνητικού feedback που προκαλούνται από την νευροκινίνη-Β και τη δινορφίνη αντίστοιχα. Οι παρατηρήσεις αυτές επιβεβαιώθηκαν και in vivo σε πειραματόζωα
Τα μαθηματικά έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση των διεργασιών ανάπτυξης των ωοθυλακίων. Είναι γνωστό ότι οι διεργασίες ελέγχονται από τις γοναδοτροπίνες (ανάπτυξη και εκκριτική δραστηριότητα των ωοθυλακίων), όμως λίγη προσοχή έχει δοθεί στην μελέτη των στεροειδών ορμονών και στους feedback μηχανισμούς με τον άξονα υποθάλαμος-υπόφυση και την έκκριση του GnRH. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις στηρίζουν τον κύκλο των ωοθηκών και έχουν τεράστια σημασία για την αναπαραγωγική υγεία των γυναικών, αντιπροσωπεύοντας μια μοναδική ευκαιρία για φυσιολόγους, κλινικούς γιατρούς αλλά και μαθηματικούς.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου