Osmoregulatory actions of growth hormone and its mode of action in salmonids: A review |
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Authors: | Tatsuya Sakamoto Stephen D McCormick Tetsuya Hirano |
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Institution: | (1) Laboratory of Physiology, Ocean Research Institute, University of Tokyo, Nakano, Tokyo 164, Japan;(2) Anadromous Fish Research Center, U.S. Fish and Wildlife Service, Turners Falls, MA, 01376, U.S.A.;(3) Laboratory of Physiology, Ocean Research Institute, University of Tokyo, 1-15-1, Minamidai, Nakano-ku, 164 Tokyo, Japan |
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Abstract: | Osmoregulatory actions of growth hormone (GH) and its mode of action in salmonids are reviewed. We present evidence suggesting
that insulin-like growth factor I (IGF-I) mediates some of the actions of GH on seawater acclimation. Plasma concentration
and turnover of GH rise following exposure to seawater. Exogenous GH (in vivo) increases gill Na+,K+-ATPase activity and the number of gill chloride cells, and inhibits an increase in plasma osmolarity and ions following transfer
of fish to seawater. A single class of high affinity GH receptors is present in the liver, gill, intestine, and kidney. The
levels of IGF-I mRNA in the liver, gill and kidney increased after GH-injection. After transfer to seawater, IGF-I mRNA increased
in the gill and kidney following the rise in plasma GH, although no significant change was seen in the liver. Injection of
IGF-I improved the ability of the fish to maintain plasma sodium levels after transfer to seawater. GH treatment also sensitizes
the interrenal to adrenocorticotropin (ACTH), increasing cortisol secretion. Both cortisol and IGF-I may be involved in mediating
the action of GH in seawater adaptation, although studies on the effect of GH on osmoregulatory physiology of non-salmonid
species are limited. An integrated model of the osmoregulatory actions of GH is presented, and areas in need of research are
outlined.
Résumé Cet article est une revue des effets osmorégulateurs de l'hormone de croissance et de son mode d'action. Nous présentons des
résultats qui suggèrent que le facteur de croissance de type insuline (IGF-I) est un médiateur de certaines des actions de
la GH sur l'adaptation à l'eau de mer. Les concentrations plasmatiques et le renouvellement de la GH augmentent après transfert
en eau de mer. La GH exogène stimule (in vivo) l'activité Na+,K+-ATPase et le nombre de cellules à chlorure branchialeset inhibe les augmentations de l'osmolarité et des concentrations ioniques
du plasma observées après transfert en eau de mer. Une seule classe de récepteurs à haute affinité pour la GH est présent
dans le foie, les branchies, l'intestin et le rein. Les niveaux d'ARNm d'IGF dans le foie, les branchies et le rein augmentent
après injection de la GH. Après transfert en eau de mer, les ARNm de l'IGF augmentent dans les branchies et dans le rein en
suivant l'augmentation de GH plasmatique, bien qu'aucune modification ne soit observée au niveau du foie. L'injection d'IGF
augmente la capacité du poisson à maintenir ses niveaux de sodium plasmatique après transfert en eau de mer. Le traitement
à la GH augmente la sensibilité à l'adrenocorticotropine (ACTH) et stimule donc les niveaux de cortisol. A la fois le cortisol
et l'IGF-I semblent impliqués comme médiateurs des effets de la GH dans l'adaptation à l'eau de mer, bien que les études sur
les effets de la GH sur la physiologie de l'osmorégulation chez les espèces non-salmonidés restent encore limitées. Un modèle
intégré des actions de la GH sur l'osmorégulation est présenté et les domaines de recherche à développer sont soulignés.
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Keywords: | growth hormone osmoregulation salmonids mode of action seawater adaptation growth hormone receptor insuline-like growth factor I cortisol thyroid hormones |
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