Effects of estrogen on the pituitary-gonadal axis of rats bearing lesions in the Periaqueductal Gray Matter

Summary

Lesions in the Periaqueductal Gray Matter of the Mesencephalon of the male rat result in a “castration like” pituitary and an increase of the weight of the testicles which is probably due to an increased secretion of FSH.

Since estrogens have a well known inhibiting effect on gonadotrophin secretion, the effect of small doses of estradiol dipropionate (2 μg./rat/day) during one month in young-adult male rats with small bilateral electrolytic lesions in the Periaqueductal Gray Matter was studied. They were compared with castrated and normal animals which received the same dosage of estrogen.

Endocrine organs were carefully weighed and studied histologically to ascertain their functional state. Quantitative studies were performed upon the adenohypophysis determining the rate of cell types and the size of “gonadotroph” basophils.

In non operated animals, this dosage of estrogen provoked a diminution in the secretion of ICSH which was revealed by a marked diminution of the weight of the ventral prostate; and also provoked a diminution of FSH which was hardly enough to induce a small decrease of testicular weight, without deleterious effects on the seminiferous epithelium.

In animals bearing lesions in the Periaqueductal Gray Matter a potentiation of the inhibiting effects of estrogen on gonadotrophin secretion was obtained, which resulted in a marked decrease of the weights of the testicles and the ventral prostate, with more marked regressive changes of the Leydig cells than those of the seminiferous epithelium.

Since the administration of reserpine to rats bearing lesions in the Periaqueductal Gray Matter has been found to bring about an increase of the weight of the testicles, it may be inferred that the caudal pole of thelimbic system of NAUTA may regulate either activating or inhibiting influences which control gonadotrophin secretion.

Zusammenfassung

Verletzungen in der periaquaeduktalen grauen Substanz des Mesencephalons von männlichen Ratten ergeben eine Hypophyse, ähnlich wie bei einer Kastration, mit einer Vermehrung des Gewichtes der Hoden, die wahrscheinlich die Vermehrung der FSH-Inkretion zur Folge hat.

Da die Oestrogene einen wohlbekannten Hemmungseffekt auf die Gonadotrophin-Inkretion ausüben, wurde die Wirkung von kleinen Dosen von Oestradiol-Dipropionat (2 μg pro Tag) während eines Monats bei jungen, erwachsenen, männlichen Ratten mit kleinen bilateralen elektrolytischen Verletzungen der periaquaeduktalen grauen Substanz studiert. Diese wurden mit kastrierten und normalen Tieren, welche dieselben Oestrogen-Dosen erhielten, verglichen.

Die endokrinen Organe wurden genau gewogen und histologisch untersucht, um ihren Funktionszustand zu bestimmen. Quantitative Studien über die Adenohypophyse wurden ausgeführt, um die Menge der einzelnen Zelltypen und die Größe der “gonadotrophen” Basophilien festzustellen.

Bei nicht-operierten Tieren bewirkt diese Dosis von Oestrogenen eine Verminderung der Inkretion von ICSH, die an einer beträchtlichen Verminderung des Gewichtes des ventralen Vorsteherdrüse zu erkennen ist. Auch ergibt sich eine Verminderung von FSH, die hinreicht, um eine geringe Abnahme des Hodengewichtes—ohne vergiftenden Effekt des samenbildenden Epithels—zu erzielen.

Bei Tieren mit Verletzungen in der periaquaeduktalen grauen Substanz wurde ein potentialer Hemmungseffekt der Oestrogen—über die Gonadotrophin-Inkretion—erzielt, die eine starke Abnahme des Hodengewichtes sowie der ventralen Vorsteherdrüse—mit stärkeren regressiven Veränderungen der Leydigschen Zellen als jener des samenbildenden Epithels—ergab.

Da die Anwendung von Reserpinen bei Ratten mit Verletzungen in der periaquaeduktalen grauen Substanz eine Vermehrung des Gewichtes der Hoden zeitigt, kann geschlossen werden, daß der caudale Pol des limbischen Systems vonNauta auch Aktivierungs-und Hemmungseinflüsse zu regulieren vermag, welche die Gonadotrophin-Inkretion kontrollieren.

Résumé

Des lésions dans la substance grise périaqueductale du mésencéphale des rats mâles ont pour résultat une hypophyse semblable à celle qu'on obtient par castration et une augmentation du poids testiculaire probablement due à l'hypersécrétion de l'hormone follicule stimulante.

Etant donné que les oestrogènes ont une action inhibitoire très connue sur la sécrétion gonadotrophique, on a étudié l'action de petites doses de dipropionate d'oestradiol (2 μg/rat/jour) pendant un mois sur des rats mâles jeunes adultes avec de petites lésions électrolytiques bilatérales ou niveau de la substance grise de l'aqueduc. Ces résultats sont comparés avec ceux des animaux les uns castrés et les autres normaux qui ont reçu le même dose d'oestrogènes.

Les organes endocriniens, une fois soigneusement pesés, ont été étudiés du point de vue histologique afin de préciser leur état fonctionnel. Des études quantitatives sur l'adénohypophyse ont été faites pour déterminer la quantité des types cellulaires et la grandeur des basophiles gonadotrophes.

Chez les animaux non opérés, cette dose d'oestrogènes provoqua une diminution de la sécrétion d'ICSH, constatation faite d'aprés l'amoindrissement considérable du poids de la prostate ventrale, et provoqua aussi la diminution de l'hormone follicule stimulante, laquelle a induit un faible amoindrissement du poids testiculaire accompagné d'une action délétère sur l'épithélium séminifère.

On a obtenu une potentialité des actions inhibitoires des oestrogènes dans la sécrétion des gonadotrophines chez les animaux avec des lésions dans la substance grise de l'aqueduc: le poids testiculaire et le poids de la prostate ventrale ont diminué considérablement avec des changements régressifs plus importants dans les cellules de Leydig que dans l'épithélium séminifère.

Etant donné que l'injection de réserpine augmente le poids testiculaire chez les rats avec des lésions de la substance grise de l'aqueduc, on déduit que le pôle caudal du système limbique deNauta règle, soit par une activation ou par une inhibiton, des influences qui contrôlent la sécrétion des gonadotrophines.

Resumen

Las lesiones electrolíticas en la Substancia Gris Periacueductal del Mesencéfalo de ratas macho provoca una imagen de castración en la adenohipófisis y un aumento del peso de los testículos, los cuales son probablemente debidos a un aumento en la secreción de FSH.

Puesto que los estrógenos tienen un efecto inhibidor bien conocido sobre la secreción de gonadotrofinas, se estudió el efecto de pequeñas dosis de dipropionato de estradiol (2 μg/rata/día) durante un mes en ratas macho jóvenes con pequeñas lesiones electrolíticas bilaterales en la Substancia Gris Periaqueductal. Estos animales fueron comparados con otros castrados o normales que recibieron la misma dosis de estrógenos.

Los órganos endócrinos fueron cuidadosamente pesados y estudiados histológicamente para determinar su estado funcional. Se realizaron estudios cuantitativos de la adenohipófisis para determinar el porcentaje de tipos celulares y el tamaño de las basófilas «gonadotrofas».

En animales no operados esta dosis de estrógenos provocó una disminución de la secreción de ICSH que fue evidenciada por una notable disminución del peso de la próstata ventral; y también provocó una disminución de la secreción de FSH (hormona folículo-estimulante) que fue apenas suficiente para producir una pequeña disminución del peso testicular sin inducir efectos nocivos en el epitelio seminífero.

En los animales portadores de lesiones en la Substancia Gris Periacueductal se obtuvo una potenciación de los efectos inhibidores de los estrógenos sobre la secreción de gonadotrofinas, revelados por una notable disminución de los pesos de los testículos y de la próstata ventral. Los cambios regresivos fueron más evidentes en las células de Leydig que en el epitelio seminífero.

Puesto que la administración de reserpina a ratas portadoras de lesiones en la Substancia Gris Periacueductal provoca un aumento del peso de los testículos, junto a los hallazgos recién descritos permiten deducir que el polo caudal delsistema límbico deNauta puede participar en la regulación de influencias activadoras o inhibidoras que controlan la secreción de gonadotrofinas.