关键词： 瘦素；促性腺激素释放激素脉冲发生器；罗猴；吗啡

【摘要】目的研究瘦素(leptin)对罗猴下丘脑促性腺激素释放激素脉冲发生器(GnRH PG)的多单位电脉冲频率骤然增加(MUA volley)的影响。方法在基础及受吗啡抑制状态时脑室内输注瘦素，记录植入下丘脑内侧基底部电极的电脉冲释放，计算两次MUA volley之间的间期(MVI)。结果瘦素可显著减轻吗啡使MVI延长的抑制效应，MVI在注射吗啡后为对照的290%，如脑室内输注瘦素则可使其减少至169%(瘦素1.5μg/kg)和151%(瘦素7.5μg/kg)，P＜0.01。结论瘦素可部分保护GnRH PG少受吗啡的抑制。

Leptin mitigates the inhibitory effect of morphine on hypothalamic gonadotropin-releasing hormone pulse generator in the rhesus monkey. A preliminary reportChen Mingdao,Tamas Ordog.Shanghai Institute of Endocrinology,Rui Jin Hospital affiliatid to Shanghai Second Medical University,200025

【Abstract】ObjectiveInvestigating effects of leptin on multiunit activity (MUA) volleys of the hypothalamic gonadotropin-releasing hormone pulse generator (GnRH PG) in rhesus monkeys.MethodsLeptin was infused intracerebroventricularly under basal and inhibited status by morphine while MUA volley was recorded from the electrodes chronically implanted in the mediobasal hypothalamus. Intervolley intervals of MUA volleys (MVI) were calculated.Results Leptin significantly reduced MVI on the morphine-inhibited status, from 290% of control basal MVI reduced to 169% (leptin 1.5μg/kg) and 151% (leptin 7.5μg/kg), respectively, P＜0.01.ConclusionLeptin partially protects GnRH PG from the inhibitory action by morphine.

【Key words】LeptinGonadotropin-releasing hormone pulse generatorRhesus monkeyMorphine

(Chin J Endocrinol Metab, 1998, 14:163-167)

机体的生殖能力与其营养及代谢燃料的储存有关^〔1〕。瘦素(Leptin)是人和动物肥胖(ob)基因的一种蛋白激素产物，由脂肪细胞所合成，作用于下丘脑，给中枢神经系统一种机体代谢状态的信号^〔2〕。雌性ob/ob小鼠由于瘦素基因的突变而完全缺乏瘦素，表现为终生不育^〔3〕。若予以瘦素治疗，可使其黄体生成素(LH)浓度增高，卵巢及子宫的重量增加，组织学改变有改善^〔4〕。若将雌性ob/ob小鼠卵巢移植至正常小鼠身上，卵巢能产生活卵子，提示其之所以不育是由于下丘脑-垂体水平的缺陷，这种缺陷可用瘦素治疗加以纠正^〔5〕。用瘦素还可使正常小鼠生殖功能的成熟提前^〔6〕。本文试图研究瘦素对下丘脑促性腺激素释放激素脉冲发生器(GnRH pulse generator，简称GnRH PG)在正常状态及受吗啡抑制状态时的影响。GnRH PG是一种神经结构，在罗猴中位于下丘脑的内侧基底部的弓状核的附近，它的节律性的电释放，引起脉冲性的GnRH的释放，进而导致脉冲性的LH的分泌^〔7～9〕，所以，GnRH PG的是下丘脑-垂体-性腺轴功能发育与维持的起始结构，任何影响GnRH PG功能、导致GnRH释放脉冲频率及幅度异常的因素最终将导致性功能的改变。

材料和方法

一、实验动物

3只卵巢切除的罗猴(7～9kg)，这些猴子均在单独的猴笼内饲养，饲养房为恒温，光控(晨7点至晚7点光照，其余时间黑暗)，饲以高蛋白猴食(PKI Feeds, St. Louis, MO)并每周补充三次水果，可随意饮水。预先用立体定位及脑室造影的方法，在每个猴子的一个侧脑室内植入导管^〔8〕，并于两侧内侧基底部下丘脑植入可供记录的镍电极，一侧9个，共18个^〔9〕，脑室导管及电极的外侧终端均用牙科粘合剂固定于颅盖骨顶部以供长期使用。同时于一颈静脉内植入硅胶导管，近端直插至右心房，远端则为一植于耳后皮下的塑料终端，可供注射及取血样之用。

二、实验设计

实验1：晨8时，实验罗猴被限制于特制的灵长类椅子上，记录植入下丘脑电极的多单位电活性(multiunit electrical activity,简称MUA)^〔9〕，用Harvard输注泵，经脑室导管，输注人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid，简称aCSF)^〔10〕，输注速度为60μl/hr。每个猴子的下丘脑都可记录到规律性的MUA电脉冲释放的频率骤然增加(MUA volley)，根据以往大量的实验报告，这种MUA volley与外周LH浓度的脉冲式的增加完全一致^〔7～9〕。当见到至少三个MUA volley后，脑室内输注溶液改为瘦素(重组人瘦素，R§D System Inc. Minneapolis, Minnesota)，输注速率为1.5μg*kg^-1*hr^-1，溶液进入速率不变，继续观察并记录MUA 6小时。

实验2：实验设置同1，唯脑室内自始至终输注aCSF，当见到至少三个MUA volley后，于心脏导管(相当于静脉)内注射100μg/kg吗啡，如抑制作用不够显著，将吗啡的剂量加至200μg/kg，如得到显著的抑制效应，待抑制解除后，重复注射同剂量吗啡，每天的实验约持续8小时。三个动物共有七次吗啡抑制反应。

实验3：实验步骤全同实验2，仅将脑室内输注的溶液改为瘦素1.5μg*kg^-1*hr^-1，在看到三个MUA volley之后，按实验2已知的每个动物剂量个体化的吗啡用量，并于对照日相应的时间心导管内注射，观察MUA的抑制情况。

实验4：同实验3，仅将瘦素的用量提高到5倍，即7.5μg*kg^-1*hr^-1。三个猴子均作以上四个实验，每2个实验间的间歇期为2～3天。

三、资料分析

从下丘脑内侧基底部植入电极记录到的MUA volley出现的频率可反映GnRH PG的功能状态。具体分析时，计算两个volley开始时间之间的间期(MUA volley interval, 简称MVI)，以分钟来表示，MVI越长，说明MUA volley的频率越低，提示GnRH PG的功能下降。对基础状态下瘦素的作用(实验1)，都以同一猴子脑室内输注aCSF时的MVI的平均值作为对照，设为100%，计算同一动物在输注瘦素后MVI平均值的相对百分数，作配对比较。对吗啡抑制实验(实验2～4)的处理，则取吗啡注射前的一个MVI为100%，与注射后最长的一个MVI(一般均紧接在吗啡注射之后)相比较。各组配对比较的差别用t检验，P＜0.05认为有统计学意义。

结果

图1示1666号猴子的4个代表性的实验，纵轴代表从植入下丘脑电极中所记录到的GnRH PG的多单位电活性(MUA)的释放频率，即每分钟的电释放次数，横轴为记录的时间。每一个向上的峰为电释放的突然增加(MUA volley)，aCSF为人工脑脊液的缩写。图1A中以脑室内输注aCSF阶段为对照，可见脑室内输注瘦素1.5μg*kg^-1*hr^-1对MUA volley的频率并没有影响，注意基础电释放的频率(基线)稍有增高(基线抬高)。图1B示吗啡对MUA volley的抑制作用的对照实验，吗啡可使MVI延长至对照的3倍左右，图1C及1D表明，如将1B的aCSF改为瘦素，无论用1.5或7.5μg*kg^-1*hr^-1，均可使吗啡的这种抑制作用明显减弱。图2为3个动物的基础状态及7次吗啡抑制试验前后MVI相对百分比的统计资料。对吗啡抑制GnRH PG的影响以相应对照(即不用吗啡)实验MVI的百分比(纵坐标)来表示。左半部三条块示脑室内输注aCSF(设为100%)或瘦素的基础实验；右半部三条块为吗啡抑制实验，以吗啡注射前的MVI为对照(100%)。可见瘦素1.5或7.5μg*kg^-1*hr^-1脑室内输注并不改变GnRH PG的MVI(图1A及图2)，但基础GnRH PG的电释放似有上升的趋势(图1A)；在基础状态下，心导管内注射吗啡，可引起GnRH PG显著抑制，MVI几达吗啡注射前的3倍(290%)(图1B及图2，P＜0.01,n=7)；脑室内输注瘦素，无论以1.5μg*kg^-1*hr^-1或7.5μg*kg^-1*hr^-1，均可使吗啡的这种抑制作用显著减弱，MVI约为吗啡注射前的1.5倍(分别为169及151%)，显著低于aCSF吗啡抑制、并无瘦素脑室内输注的吗啡对照组(P＜0.01,n=7)，但吗啡的这种抑制作

1在同一猴子(1666号)身上所作的四个代表性实验，详见正文

Fig 1Four representative experiments in the same rhesus monkey (No.1666). See details in text

用并未完全阻断(P＜0.05,n=7)；若将瘦素的浓度增加5倍，使输注速率达7.5μg*kg^-1*hr^-1，在减轻吗啡抑制作用上并无显著增强(图1C，1D及图2)。另外，罗猴在输注瘦素后一般表现为比较多动，警觉性提高。

讨论

由脂肪组织分泌的瘦素，除了能保持机体脂肪组织相对恒定以外，还被视为机体送至生殖系统的一个重要代谢信号，告诉生殖系统有关机体的营养状态。如机体有足够的代谢储存，瘦素就达到一定水平，可以容许生殖系统的成熟和/或生殖能力的发挥；反之，若代谢储备少，瘦素浓度则下降，阻<