Hypothalamic regulation of reproduction under the chronic influence of toluene and melatonin

Abstract

Experiments on chronic administration of melatonin with and without chronic inhalation of toluene dosed at both maximal permissible concentration (50 mg/ml) and limited chronical range (500 mg/m3) have been carried out on female rats to discover their effects on biogenic amines system in hypothalamic structures related to gonadoliberin synthesis and secretion - preoptic area (PA) and median eminence (ME). Contents of biogenic amines in ME and especially in PA have been shown to have circadian variations with maximum in the morning in control group of rats.
The chronic effect of synchronizing agent melatonin (administered dissolved in drinking water in concentration of 10 pg/m l, at night during 2 months) on neotransmitters and their circadian variations in both hypothalamic structures proved surprisingly to be much alike the effect of toluene. Both chemicals cause the disturbances of normal circadian variations o f norepinephrine, dopamine and serotonine in PA and dopamine in ME. The simultaneous administration of toluene and melatonin showed likewise no synchronizing ability of the latter under the conditions described.

Keywords

hypothalamic regulation of reproduction / exposure to toluene and melatonin

References

[1] Арутюнян А.В., Степанов М.Г., Кореневский А. В. Нарушение нейромедиаторного звена гипоталамической регуляции репродуктивной функции под влиянием нейротоксических ксенобиотиков // Нейрохимия. - 1998. - Т. 15, № 4. - С. 264-270.

[2] Арушанян Э. Б. Комплексное взаимодействие супрахиазматических ядер гипоталамуса с эпифизом и полосатым телом - функционально единая система регуляции суточных колебаний поведения // Журн. высш. нерв. деят. - 1996. - Т. 46, Л/р/. - с. 15-22.

[3] Арушанян Э.Б. Эпифиз и организация поведения//Успехи физ иол. наук. - 1991. -Т. 22, № 4. -С. 122-141.

[4] Арушанян Э.Б. Эпифизарный мелатонин как антистрессорный агент // Экспер. и клин, фармакол. - 1997. - Т. 60, № 6. - С. 71-77.

[5] Арушанян Э.Б., Эльбекьян К. С. Влияние эпифизэктомии и введения мелатонина на содержание катехоламинов в ткани гипоталамуса и надпочечников крыс//Журн. высш. нерв. деят. - 1996. -№1. - С.173-175.

[6] Савченко О.Н., Данилова О.А. Гэнадотропин-рилизинг активность различных отделов мозга крыс и вероятность наличия ингибирующего ее фактора в супрахиазматической области // Физиол. журн. СССР. - 1979. - Т.65, №1. -С.111-116.

[7] Степанов М.Г. Циркадианный ритм колебаний уровня гонадолиберина в гипоталамусе крыс и влияние на него различных ксенобиотиков // Физиол. журн. - 1994. -Т. 80, №4. -С.12-16.

[8] Arutjunyan A.V., Stepanov M.G., KorenevskyA.V. etal. The disturbances of the circadian rhythm hypothalamic regulation in female rats under the influence of xenobiotics // Neurochemistry: molecular, cellular and clinical aspects / Eds. Teelken A. and Korf J. N.-Y.: Plenum Press, 1997. - P. 457- 460.

[9] Bittman E.L., Kaynard A. H., Olster D.H., Robinson J.E., Yell on S.M., Karsch F.J. Pineal melatonin mediates photoperiodic control of pulsatile luteinizing hormone secretion in the ewe // Neuroendocrinology. - 1985. - Vol. 40. -P. 409-418.

[10] Diaz E., Fernandez C., Castri I Ion P.O., Esquifino A.I., Marin B., Diaz Lopez B. Effect of exogenous melatonin on neuroendocrine- reproductive function of middle-aged female rats//J. Reprod. Fertil. - 1999. - Vol. 117, №2. - P. 331-337.

[11] Esquifino A.I., Arce A., Villanua M.A., Cardinali D.P. Twenty-four hour rhythms of serum prolactin, growth hormone and luteinizing hormone levels, and of medial basal hypothalamic corticotropin-releasing hormone levels and dopamine and serotonin metabolism in rats neonatally administered melatonin // J. Pineal Res. - 1997. - Vol. 22, № 1. - P. 52-58.

[12] Li S., Givalois L., Pelletier G. Effects of aging and melatonin administration on gonadotropin-releasing hormones (GnRH) gene expression in the male and female rat //Peptides. - 1997. - Vol. 18. - P.

[13] 1023-1028.

[14] Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A. L., Randall R. J. Protein measurement with the Folin phenol reagent//J. Biol. Chern. - 1951. - Vol. 193, №2. - P. 265-275.

[15] Miguez J.M., Martin F.J., Lema M., Aldegunde M. Changes in serotonin level and turnover in discrete hypothalamic nuclei after pinealectomy and melatonin administration to rats // Neurochem. Int. - 1996. - Vol. 29, № 6.-P. 651- 658.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eсо-Vector