Leptin hormone profiles in adult and its physiological functions in juvenile Syrian hamsters (Mesocricetus auratus)

Leptin hormonu başlıca yağ doku hücrelerinden salgılanan bir hormon olup, enerji metabolizması, vücut ağırlığı, besin alınımı, infeksiyon, inflamasyon, iskelet sistemi, üreme ve puberteye giriş zamanı gibi pekçok olayda düzenleyici roller oynamaktadır. Suriye hamsteri gün uzunluğundaki değişimlere kuvvetli cevaplar veren fotoperiyodik bir türdür. Bu türde yağ doku metabolizmasmında fotoperiyodik değişimlerden etkilendiği düşünülmektedir. Bu çalışma ile yetişkin ve yavru Suriye hamsterlerinde leptin hormonu ve etkileri araştırıldı. Birinci çalışmada, Suriye hamsterlerinin hamilelik ve laktasyon dönemlerinde melatonine bağımlı ve bağımsız meydana gelen leptin hormon profili incelenmiştir. Uzun (14L) ve kısa (10L) fotoperiyodlarda tutulan intakt ve pinealektomili yetişkin dişi hamsterlar çiftleştirildi. Hamile kalan hayvanlardan 4. günden itibaren doğuma kadar 4 defa kan alındı. Kanlar bu türde leptin seviyesinin en düşük değere indiği gece / 24: 00 ve en yüksek değere çıktığı öğlen 12:00 saatlaerinde olmak üzere iki farklı dönemde toplandı. Laktasyon döneminde aynı dişi hayvanlardan bu dönem boyunca dört defa gece ve gündüz olmak üzere kan toplandı. Örnekler (~lml) hafif eter anestezisi altında gözün orbital sinüsünden, ince heparinize kapiller tüp yardımıyla toplandı. Gece kanları ise parlak olmayan kırmızı ışık altında temin edildi. Kan alımından sonra plazmada oluşabilecek hacim kaybını önlemek amacıyla alınan kan miktarı kadar % 0,9'luk NaCl solüsyonu her bir hayvana ayrıca enjekte edildi. Örnekler 4000 rpm'de, 4 °C de, 30 dakika santrifüj edildikten sonra serum kısmı toplandı ve analiz edilinceye kadar -20 °C de saklandı. Leptin hormonu üretici firmanın (Assay Designs, USA) önerdiği tekniğe göre ELİZA aletinde, 450 nm de ölçüldü. Hamilelik döneminde, uzun ve kısa fotoperiyodlarda leptin seviyeleri karşılaştırıldığında gerek kontrol ve gerekse pinealektomili hayvanların leptin seviyelerinde bir düşme gözlendi. Bu değerler hamileliğin son döneminde en düşük değere indi. Laktasyon döneminde, leptin seviyeleri uzun ve kısa fotoperiyotlarda fark göstermemekle birlikte, kontrol ve pinealektomili gruplar arasında belirgin farklar gözlendi (p< 0,05). Hamilelik boyunca leptin seviyesinde meydana gelen düşme hem fotoperiyodik etkiden hemde pineal bezinden bağımsız gerçekleşmektedir. Laktasyon döneminde ise pineal bezinin olup olmaması leptin hormon profilinde farklılıklar ortaya çıkarmıştır. İkinci çalışmada, pineal bez ve leptin hormonunun yavru erkek Suriye hamsterlerinin puberteye giriş zamanı üzerine olan etkileri incelendi. 2-3 aylıkyetişkin Suriye hamsterleri 14L: İOD fotoperiyodunda çiftleştirildi. Erkek yavrular 21 günlük olduklarında annelerinden ayrılıp kontrol, leptin enjeksiyonu ve piealektomi+ leptin enjeksiyonu olmak üzere 3 grup oluşturuldu. Bu üç grubun günlük besin tüketimleri, haftalık vücut ve testis ağırlık gelişimleri 8 hafta boyunca ölçüldü. Leptin enjeksiyonları intraperitonal olmak üzere her sabah l|ig/kg/gün (Leptin dozu vücut ağırlığındaki artışa bağlı olarak artırıldı) dozunda 8 hafta boyunca yapıldı. Sonuç olarak üç grubun besin tüketimleri arasında istatistiksel olarak belirgin bir fark bulunamadı (p> 0,05). Ancak leptin enjeksiyonu yapılan grupların vücut ve testis ağırlık değişimleri kontrol grubundakilere göre daha hızlı bir artış göstermiştir. Leptin hormonu yavru erkek Suriye hamsterlerinin puberteye giriş zamanını pineal bezden bağımsız olarak hızlandırmaktadır. Ancak pinealektomi + leptin enjeksiyonu yapılan grupta puberteye giriş daha erken olmuştur (p< 0,001). Bu sonuçlar göstermektedir ki, bu türde saptanan ilk veri olarak, leptin hormonu yavru hamsterlerin puberteye giriş zamanını belirgin bir farkla erken başlatmaktadır ve yine yetişkin Suriye hamsterlerinde hamilelik ve laktasyonun düzenlenmesinde kritik bir role sahip olabilmektedir. Sonuç olarak, leptinin üreme oraganları üzerinde oynadığı spesifik role türe bağlı olarak farlılık gösterebilmektedir. Değişik yöntemler uygulanarak elde edilen sonuçlar leptinin hamilelik ve laktasyon dönemlerinde düzenleyici bir role sahip olduğuna işaret etmektedir. Anahtar kelimeler: Leptin, Pineal bez, Hamilelik, Laktasyon, Puberte, Suriye hamsteri

Essentially adipose tissue derived hormone leptin plays a regulatory role in energy metabolism, body weight, food intake, infection, inflamation, skeletal system, reproduction and the time of puberty. Syrian hamster is a photoperiodic species which response strongly to daylength changes. It is suggested that, lipid metabolism in this species is also affected from daylength changes. In the present study, leptin hormone status in adults and the effects of leptin in juvenile Syrian hamsters were investigated. In the first study, the melatonin dependent and independent plasma leptin profiles of adult female Syrian hamsters were invastegated in gestation and lactation. Short and long day exposed female hamsters were paired. From the fourth day of the gestation, blood samples were collected four times until the day of the birth. Bloods were taken in two different time zone; at 24:00 hr when the leptin levels are the lowest and at 12:00 hr when the leptin levels are the highest in the plasma in this species. Blood collection was done during lactaionfour times, totally 8 times with the same method. Blood was taken from the orbital sinus of each animal under light ether anesthesia. Samples during dark phase were taken under light ether anesthesia under dim red light. To prevent the loss of circulating plasma volume, 0,9 % NaCl was injected immediately after each blood collection in the same volume as that drawn. Blood samples were centrifuged at 4 °C for 30 minutes at 4000 rpm. Serum aliquots were aspirated and frozen at -20°C. Hormones were measured by commercial ELİSA kits according to the manufacturer's instructions (ICN, CA, USA). Optical dencities were determined at 450 nm in an automatic microplate reader. In gestation period, when the leptin levels were compared in short and long photoperiods, there was a drop in both control and pinealectomized animals. These values were the lowest at the end of the gestation (from 40 ng/ mg to 30 ng/ mg ). In lactation period, although there was no difference in leptin levels between short and long photoperiods, significant differences were determined between control and pinealectomy groups (p < 0. 05). These results have shown that the decrease in leptin levels during gestation is independent from photoperiodic effect and pineal gland. However, the presence of pineal gland exhibit some differences in the leptin profile during lactation. In the second study, the influences of pineal gland and leptin on the onset of puberty of juvenile male Syrian hamster was examined. Adult Syrian hamsters (2-3 months of age) were mated at 14L:10D photoperiod. Male pups were weaned at the age of 21 days, three different groups were made; control, leptin injected and pinealectomized + leptin injected (n = 10). Daily food intake, weekly body weights and testes weights of three groups were taken throughout 8 weeks. Leptin injections (except the control group) were made intraperitonalyat l|il/kg/day (the dose was increased according to the increase in body weight) dose every morning during 8 weeks. Consequently, the developments of body weights and testes weights of leptin injected groups showed faster increase than the control group but no statistically differences of food intake values were found among three groups (p>0.05). Leptin hormone accelerates the onset of puberty in juvenile male Syrian hamsters in the presence and absence of melatonin hormone. However, the onset of puberty in pinealectomized + leptin injected group was earlier than the other groups (p< 0.001). These results show that, leptin hormone has an important effect on onset of puberty time of juvenile male Syrian hamsters and may play a critical role in the regulation of gestation and lactation in adults. In conclusion, the precise role of leptin plays in the function of each of these reproductive organs may be species dependent. Employing a variety of paradigms have strongly suggested that leptin may serve a number of important regulatory roles throughout gestation and lactation. Key words: Leptin, Pineal gland, Gestation, Lactation, Puberty, Syrian hamster