| License: Publishing license for publications excluding print on demand (1MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-300449
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.30044
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 6 June 2014 |
| Referee: | Prof. Dr. Inga D. Neumann |
| Date of exam: | 16 May 2014 |
| Institutions: | Biology, Preclinical Medicine > Institut für Zoologie > Tierphysiologie/Neurobiologie (Prof. Dr. Inga Neumann) |
| Keywords: | peripartum, HPA axis, adrenal, high-fat diet |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 590 Zoological sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 30044 |
Abstract (English)
For its primary role in the maintenance of body homeostasis, the maternal Hypothalamus-Pituitary-Adrenal (HPA) axis profoundly adapts during pregnancy and lactation. Through basic and human research, several peripartum changes in HPA axis–associated hormonal levels as well as alterations in brain and pituitary morphology and physiology have been already identified. Intriguingly, human and ...
Abstract (English)
For its primary role in the maintenance of body homeostasis, the maternal Hypothalamus-Pituitary-Adrenal (HPA) axis profoundly adapts during pregnancy and lactation. Through basic and human research, several peripartum changes in HPA axis–associated hormonal levels as well as alterations in brain and pituitary morphology and physiology have been already identified. Intriguingly, human and rodent studies demonstrated that dysregulation of the basal- and stress-induced neuroendocrine HPA axis peripartum (re)activity feature in multiple pathologies, among them postpartum depression, anxiety and obesity. Specifically, the previously mentioned illnesses are often characterized by unbalanced basal and stress-induced levels of glucocorticoids and their main secretagogue adrenocorticotropic hormone (ACTH), glucocorticoids that are the major HPA axis peripheral effectors synthesised by and secreted from the adrenal glands; this finding strongly suggests adrenal-mediated mechanisms may play a role. However, to my knowledge, it is unknown if the adrenal glands adapt during the peripartum period, and if so, whether disruption of such changes may contribute to the aetiology of peripartum-associated pathologies.
Therefore, with my thesis I aimed to investigate whether the adrenal cholesterol delivery pathways, important component of the steroidogenic machinery, adapt peripartum in rodents and to assess the effect of high-fat diet feeding on adrenal plasticity, HPA axis function and maternal behaviour.
Several adrenal adaptations have been highlighted, particularly during lactation. Indeed, I could show that, although adrenal lipid droplets are markedly depleted starting already at mid-pregnancy, all three adrenal cholesterol delivery pathways profoundly adapt at mid-lactation in the rat. Evidence of peripartum-associated plasticity in adrenal cholesterol delivery was reported also in the lactating mouse, although with some discrepancies compared to the rat, suggesting that the adrenal changes reported in the present thesis represent robust peripartum adaptations that may concur to sustain peripartum-associated hormonal fluctuations.
Intriguingly, adrenal plasticity was substantially impaired by high-fat diet intake, manipulation that also altered basal and ACTH-induced CORT levels in the lactating rat. The changes in adrenal morphology and HPA axis function were accompanied by behavioural abnormalities with obese mothers showing decreased maternal care the day after parturition and increased anxiety-related behaviour. Importantly, similar behavioural and HPA axis-associated aberrations like impaired mother-infant interaction and altered basal CORT levels are known features of human postpartum pathologies and, therefore, the animal models described in the present thesis may represent valid tools to study their pathophysiological mechanisms. Taken together, the findings reported in the present thesis shed light on adrenal mechanisms that are highly suggested to relate to the “peculiar” HPA axis peripartum function at both, physiological and pathological conditions.
Translation of the abstract (German)
Während der Schwangerschaft und Laktation durchläuft das maternale Hypothalamus-Hypophysen –Nebennieren System (HPA, A für adrenal: engl. Nebenniere) tiefgreifende Veränderungen, um die Aufrechterhaltung der Homöostase des Körpers weiterhin gewährleisten zu können. Durch Grundlagen- sowie medizinische Forschung konnten bereits viele peripartum assoziierte Veränderungen sowohl des ...
Translation of the abstract (German)
Während der Schwangerschaft und Laktation durchläuft das maternale Hypothalamus-Hypophysen –Nebennieren System (HPA, A für adrenal: engl. Nebenniere) tiefgreifende Veränderungen, um die Aufrechterhaltung der Homöostase des Körpers weiterhin gewährleisten zu können. Durch Grundlagen- sowie medizinische Forschung konnten bereits viele peripartum assoziierte Veränderungen sowohl des Hormonhaushaltes, der speziell durch die HPA Achse reguliert wird als auch der Morphologie und Physiologie des Gehirns und der Hypophyse festgestellt werden. Interessanterweise zeigten Studien an Tier und Mensch, dass eine Fehlregulierung der basalen und stress-induzierten neuroendokrinen HPA-Achsen(re)aktivität eine Rolle bei vielen Krankheiten wie postpartaler Depression/ Wochenbettdepression, Angststörungen und Fettleibigkeit spielt. Vor allem die oben aufgeführten Krankheiten lassen sich auf einen unausgeglichenen basalen und stressinduzierten Glucocorticoidspiegel und den von ihm regulierten adrenocorticotropen Hormon (ACTH) -Spiegel zurückführen. Glucocorticoide sind mitunter die wichtigsten peripheren Effektoren der HPA-Achse, die von den Nebennieren gebildet und ausgeschüttet werden. Dies lässt vermuten, dass Mechanismen, die der Kontrolle der Nebenniere unterliegen, eine wichtige Rolle spielen. Meines Wissens nach ist es jedoch noch unbekannt, ob die Nebennieren peripartale Anpassungen durchlaufen, und ob eine Störung dieser Anpassungen die Ursache von peripartumassoziierten Krankheiten sein könnte.
Mein Ziel war es deshalb zu untersuchen, ob die Cholesterolstoffwechselwege, die eine wichtige Komponente der Steroidgenese darstellen, sich peripartum in der Nebenniere anpassen. Ferner versuchte ich, Effekte von hoch fetthaltiger Nahrung auf die Nebennierenplastizität, die HPA-Achsenfunktionsweise und maternales Verhalten zu zeigen.
Viele Nebennierenanpassungen wurden vor allem während der Laktation gezeigt. Tatsächlich konnte ich feststellen, dass alle drei Lipidstoffwechselwege sich drastisch zur Mitte der Laktation verändern, obwohl die Nebennierenvesikel weitestgehend schon zur Mitte der Trächtigkeit aufgebraucht sind. Es gibt auch Hinweise, allerdings mit einigen Abweichungen im Vergleich zur Ratte, auf eine peripartum auftretende Plastizität der Cholesterolstoffwechselwege in den Nebennieren von laktierenden Mäusen. Dies lässt vermuten, dass die in dieser Arbeit erwähnten Veränderungen in den Nebennieren robuste peripartum auftretende Anpassungen darstellen, die zusammenwirken um hormonelle Fluktuationen peripartum bewirken zu können.
Interessanterweise verschlechterte sich die Nebennierenplastizität durch hoch fetthaltige Nahrung, ein Faktor, der auch basale und ACTH induzierte Corticosteronlevel in den laktierenden Ratten veränderte. Die veränderte Nebennierenmorphologie und HPA-Achsen Funktionsweise hatte auch Verhaltensänderungen fettleibiger Mütter einen Tag nach der Geburt wie reduziertes mütterliches Verhalten und erhöhtes Angstverhalten zur Folge. Dies ist besonders zu betonen, da ähnliche Verhaltens- und HPA-Achsenveränderungen wie die gestörte Mutter-Kind- Interaktion und veränderte basale Corticosteronspiegel gut untersuchte Merkmale für postpartale Depressionen des Menschen sind. Deshalb stellen die hier beschriebenen Tiermodelle geeignete Werkzeuge dar, um pathophysiologische Mechanismen zu untersuchen. Alles in allem gab diese Arbeit Aufschluss über adrenale Mechanismen, die höchstwahrscheinlich mit den „besonderen“ HPA-Achsen Funktionen peripartum assoziiert sind, sei es unter physiologischen und pathologischen Zustände.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 01:04
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