Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Upregulation and changes in expression pattern of Arg-vasotocin and galanin after water deprivation in male chickens

Cabuk, Secil

Within the hypothalamo-neurohypophysial-system (HNS) of avian species, the nonapeptide argine vasotocin (AVT) is synthesized in neurosecretory neurons and transported axonally to the neurohypophysis where it is released into the blood. In chickens AVT has antidiuretic and uterotonic functions. It is therefore equivalent to both arginine vasopressin (AVP) and oxytocin in mammalian species. Beside this classical endocrine function also neuromodulatory functions of the nonapeptides within the CNS (Central Nervous System) described. Galanin (GAL), a 29 amino acid peptide, is distributed throught the central nervous system and concentrated within the basal forebrain, septal region and amygdala and found to be a potent modulator of neuroendocrine regulation. Adult (age 22 to 35 weeks) male Lohmann Selected White Leghorn (LSL) chicken were used and deprivated of drinking water for 48 hours. The effects of dehydration were examined by measuring plasma osmolality, plasma levels of potassium, sodium and AVT concentration. Double staining immunohistochemistry combined with confocal laser scanning microscopy was utilized to determine the effects of dehydration on hypothalamic magnocellular neurons in the supraoptic (SON) and paraventricular (PVN) neurons and to verify the extend of co-localization of the two peptides, AVT and GAL in these two nuclei. The results indicate that the 48 hours water deprivation caused a moderate dehydration in the animals resulting in a significant increase of AVT and sodium. The pattern of the immunostaining was different for GAL and AVT. The intensity of the labeling detected in SON was weaker for GAL than for AVT. In fact, no cell bodies were marked in SON for GAL. Whereas, there was a dense staining of cell bodies producing AVT. There was no co-localization of AVT and GAL in SON of normohydrated animals. Interestingly, there were GAL immunostained cell bodies visible in SON in response to dehydration. A clear upregulation of AVT cells was also present in SON during water deprivation period. A co-localization of AVT and GAL was apparent in SON of dehydrated animals. The magnocellular neurons of PVN were also heavily stained for AVT in normohydrated chickens. A dense dendritic fiber network was labelled for GAL. Dehydration upregulated the expression of both GAL and AVT. Surprisingly, there was no co-localization of GAL and AVT neurons in PVN.  

Im Hypothalamo-neurohypophysären System wird bei aviären Spezies das Nonapeptid Arginin-Vasotocin (AVT) von neurosekretorischen Nervenzellen synthetisiert und gelangt über axonalen Transport in die Neurohypophyse. Dort erfolgt die Freisetzung in das Blut. AVT bewirkt beim Geflügel antidiuretisch und an der Regulation der Oviposition beteiligt. Funktionell entspricht AVT somit den Nonapeptiden Arginine-Vasopressin (AVP) und Oxytocin der Säuger. Neben dieser klassischen Funktionweise sind für AVT auch neuromodulatorische Wirkungen innerhalb des ZNS (Zentral Nerven System) beschrieben. Galanin (GAL) besteht aus 29 Aminosäuren und wurde im ZNS vor allem in vorderen Gehirnregion, im Septum Region und in der Amygdala bei Säugetieren nachgewiesen. Galanin hat eine modulatorische Wirkung auf die Regulation des Neuroendocrinen Systems. Zur Erzeugung einer osmotischen Stimulation wurde adulte (22-35 Wochen alt) Leghorn-typ Hähne (Lohman Selected White Leghorn) einem 48 stündigen Wasserentzug ausgesetzt. Die Plasma Osmolalität-, Natrium-, Kalium- und AVT- Konzentrationen wurden gemessen, um die Wirkung  der Dehydration zu ermitteln. Zur Darstellung der AVT- und GAL-Neurone wurde eine immunhistochemische Methode mit Doppelfärbung kombiniert mit konfokaler Laser-Scanninig Mikroskopie eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen , dass der 48 stündige Wasserentzug eine moderate Dehydratation der Tiere verursacht hat. Daruas resultiert ein signifikanter Anstieg in der Plasma –Osmolalität und der Plasma- Konzentrationen von AVT und Natrium. Das Muster der Immunfärbung war unterschiedlich für GAL unf AVT. Die Intensität der Färbung war im Supraoptic Nucleus (SON) für GAL schwächer als für AVT. Es wurden keine Zellkörper in SON für GAL markiert. Indessen gab es eine dichte Färbung von Zellkörpern, die AVT produzierten. Es gab keine Co-Localisation von AVT und GAL im SON bei normohydrierten Tieren. Interessenterweise waren als Antwort auf die Dehydratation GAL-immungefärbte Zellkörper im SON sichtbar. Die magnozellulären Neurone im PVN waren auch für AVT in normohydrierten Hähnen stark angefärbt. Galanin-Färbung war nur in Nervenfasern sichtbar. Dehydratation regulierte die Expression von beiden, GAL und AVT, herauf. Jedoch gab es überreschenderweise keine Co-Localisation von GAL- und AVT-Neuronen im PVN.  

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Cabuk, Secil: Upregulation and changes in expression pattern of Arg-vasotocin and galanin after water deprivation in male chickens. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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