Catecholamine synthesis in the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) brain: modulation of tyrosine hydroxylase activity

Levels of catecholamines and tyrosine hydroxylase (TH) activity were measured in brain homogenates from female rainbow trout. In triploid fish or in diploid fish in ovarian recrudescence, the patterns of catecholamine content expressed as a function of in vitro TH activity vary in different areas of the brain. K_m for the pterin cofactor is lower in the telencephalon than in the hypothalamus. Dopamine (DA) and 2-hydroxyestradiol (20HE₂) inhibit TH activity (by competitive and non-competitive interaction respectively). The K₁ for DA were different in the telencephalon and the hypothalamus and this could explain the different patterns of catecholamine levels and TH activity for these two structures. 20HE₂ inhibits TH activity in vitro; a catechol moiety is required since estradiol (E₂) is notinhibitory. However, the exact mechanism of inhibition remains unclear. The rapid effect of 20HE₂ cannot explain the previously reported activation of catecholamine synthesis by E₂ in vivo.

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Reśumé Les taux de catécholamines cérébrales et l'activité in vitro de la tyrosine hydroxylase (TH) ont été déterminés chez la truite arc en ciel femelle. Chez des animaux triploides ou diploides en recrudescence ovarienne, les taux de catécholamines sont corrélés différemment à l'activité TH selon la structure cérébrale considérée. Le télencéphale présente un K_m apparent pour la ptérine plus faible que l'hypothalamus. La dopamine (DA) et le 2-hydroxyestradiol (20HE₂) inhibent l'activité de la TH selon des mécanismes respectivement compétitifs Les différents K₁ pour la DA obtenus au niveau du télencéphale et de l'hypothalamus pourraient expliquer les différentes relations entre taux de catécholamines et activité TH obtenues pour ces deux structures. Le 20HE₂ inhibe également l'activité TH in vitro: la présence d'un radical catéchol s'avère nécessaire (l'oestradiol (E₂) n'est pas actif par lui-même), mais le mécanisme de l'inhibition reste à déterminer. Les effets rapides du 20HE₂ ne peuvent expliquer l'activation de la synthèse catécholaminergique par l'E₂ in vivo démontrée antérieurement.