Inhibin

Neben den Steroidhormonen gibt es auch einen nichtsteroidalen Bestandteil in der Follikelflüssigkeit von Stuten, der laut BERGFELDT und GINTHER (1985) die FSH–

Konzentration im Serum vermindert und das Follikelwachstum hemmt. Bereits 1932 wird der Begriff Inhibin durch McCULLAGH geprägt. Es dauert jedoch über 50 Jahre, bis 1989 von HAMADA et al. das erste Radioimmunoassay vorgestellt wird, das in der Lage ist Inhibin α - Konzentrationen im Plasma zu messen. Im Jahre 1991 entwi-ckeln KNIGHT et al. einen Two Site Immunoradiometric Assay (IRMA), der ein dime-res Inhibin durch Anlagerung je eines Antikörpers an die α - Kette und die ß – Kette erkennt.Im gleichen Jahr entwickeln BETTERIDGE und CRAVEN (1991) den ersten

Two Site Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) und 1993 beschreiben BALY et al. einen Two Site ELISA, der rekombinantes humanes Inhibin A im Serum messen kann. BERGFELDT et al. (1991) weisen immunoreaktives Inhibin im Blut-plasma der Stute nach und stellen eine negative Korrelation zwischen der durch-schnittlichen peripheren Konzentration von Inhibin und FSH fest. DONADEU und GINTHER (2001) schränken den Wirkungsbereich des Inhibin auf die FSH-Sekretion nach ihren Untersuchungen zeitlich ein. Sie stellen fest, dass die Hemmung der FSH-Sekretion durch Inhibin beginnt, wenn der größte Follikel eine Größe von 13 mm er-reicht hat, und endet mit dem erwarteten Zeitpunkt der Deviation. BRIANT et al.

(2000) stellen in ihren Untersuchungen fest, dass eine passive Immunisierung von Stuten gegen Inhibin einen Anstieg der Plasma-FSH-Konzentration zur Folge hat.

Inhibine sind Glykoproteine, die aus zwei durch Disulfidbrücken verbundene α - und ß - Polypeptidketten zusammengesetzt sind (ENGELHARDT et al. 1993). Das voll-ständig synthetisierte Inhibinmolekül besteht aus einer α - (M 18-20 kDa) und einer ß – (M 14 kDa) Untereinheit, die durch Disulfidbrücken miteinander verbunden sind, und aus wesentlich größeren Polypeptidmolekülen entstanden ist. Abbildung 6 ver-deutlicht den Aufbau des Inhibinmoleküls. Jedes Vorläufermolekül verfügt über spezi-fische potentielle proteolytische Spaltungslokalisationen, die das Auffinden verschie-dener Generationen von Inhibinmolekülen und – untereinheiten in Flüssigkeiten go-nadalen Ursprungs (MIYAMATO et al. 1986, KNIGHT et al. 1989) und Granulosazell-kulturen (BICSAK et al. 1988) erklären. Anhand der unterschiedlichen Aminosäure-sequenzen ihrer ß – Untereinheiten differenziert man zwei Formen von Inhibin, das ßA - und das ßB – Inhibin (BURGER u. IGARASHI 1988).

Abbildung 6: Aufbau des Inhibinmoleküls modifiziert nach MEINECKE (2000)

Bei Untersuchungen an Schafen können ENGELHARDT et al. (1993) feststellen, dass die Inhibinproduktion in den Granulosazellen und Thekazellen der Follikel und zwar vor allem in großen Östrogen – sezernierenden Follikeln lokalisiert ist, nur in geringerem Maße wird Inhibin auch in kleinen präantralen Follikeln während der Lu-teal– und Follikelphase gefunden. Die Konzentration des zirkulierenden Inhibins steigt während der Follikelwachstumsphase, fällt ab wenn der Anstieg der LH-Konzentration beginnt und steigt erneut für eine kurze Dauer während der Ovulation an ( NAGAMINE et al. 1998). Die Inhibin ß-mRNA Expression bei Schafen endet bei allen untersuchten dominanten Follikeln mit dem Östradiolabfall nach dem präovula-torischen LH – Gipfel, während die α - mRNA bei 40 % der dominanten Follikel auch nach dem LH – Gipfel noch nachweisbar ist (ENGELHARDT et al.1993). TANAKA et al. (2000) messen in Follikeln > 30 mm einen durchschnittlichen Inhibingehalt von 10±2,14 ng/ml der Follikelflüssigkeit. Das Verhältnis von bioaktivem zu immunoreak-tivem Inhibin bleibt über die Zeit des Zyklus konstant, eine Ausnahme hierzu bildet nur die Zeit nach dem LH – Gipfel, wenn die Inhibin – Bioaktivität abnimmt, während die Inhibin – Immunoreaktivität erhalten bleibt (McNEILLY et al. 1989).

Die Regulation der Inhibinsynthese erfolgt endokrin, parakrin und autokrin (FINDLAY 1993). Zur endokrinen Regulation zählen die Gonadotropine FSH und LH, parakrin wirken EGF (=Epithel-Growth-Factor), TGF-α (Tissue Growth Factor), Interferon-γ und Androstendion und zur autokrinen Regulation gehören IGF-1, TGF-ß, Aktivin und Follistatin. Die Anwesenheit von FSH führt zur Freisetzung von Inhibin. Niedrige Do-sen von LH und hCG wirken im Zusammenhang mit FSH ebenfalls stimulierend auf die Inhibinproduktion, wohingegen hohe Dosen dieser Substanzen hemmend auf die Inhibinproduktion wirken. Weiterhin wirkt IGF-1 synergistisch zu FSH (ZHIWEN et al.

1987a). Nach FSH–Stimulation sind auch Androstendione und Östradiol in der Lage, die Inhibinproduktion von kultivierten Granulosazellen zu steigern (YING et al. 1987), was möglicherweise ein Hinweis darauf sein könnte, dass Androgene aromatisiert werden müssen, um die Inhibinsynthese anregen zu können. Unabhängig von der vorhergehenden Gonadotropinstimulierung der Granulosazellen wirken Aktivin, TGF-ß und Interferon-γ steigernd auf die Inhibinsynthese (SUGINO et al. 1988, FINDLAY et al. 1992). Die Hemmung der Inhibinsynthese durch Follistatin, EGF, TGF-α, Inter-feron-γ und hochdosiertes LH erfolgt in Gegenwart von FSH oder anderen

Substan-zen, die den intrazellulären cAMP – Spiegel erhöhen (FINDLAY et al. 1992).

Die Funktion von Inhibin liegt, wie in Abbildung 7 dargestellt, in der Hemmung der FSH–Synthese. Um Einfluß auf diesen Ablauf zu haben, muß Inhibin vom Ort seiner Synthese über die Blutbahn zur Hypophyse gelangen. Hier angekommen unterbindet Inhibin die Transkription des FSH ß–Gens (ATTARDI et al. 1989) und vermindert die basale FSH–Sekretion (LEE et al. 1982), vermutlich durch eine teilweise Verminde-rung der Expression von GNRH–Rezeptoren an der Zelloberfläche und eine Hem-mung der Proteinkinase C, die eine Rolle bei der Gonadotropinfreisetzung spielt (WANG 1988). Nach Untersuchungen von WEISS et al. (1993), bei denen festgestellt wird, dass Activine und Inhibine um die Activin – Rezeptoren konkurrieren, diskutie-ren die Autodiskutie-ren über die Möglichkeit, dass die Wirkung von Inhibinen, den FSH–

Spiegel zu senken, auf einer Blockade von Activinen und damit nur einer indirekten Beeinflussung beruht. Erwartungsgemäß führt die Anwendung eines Inhibin–

Antiserums bei diöstrischen Stuten zu einem FSH–Anstieg und vermehrter Bildung von Follikeln > 20 mm. Inhibine sind somit wichtig für die Regulation der FSH–

Sekretion und damit auch für die Beendigung der Übergangsphase im Frühjahr (NAMBO et al. 1998). WATSON et al. (2002) stellen in ihren Untersuchungen eine signifikante negative Korrelation zwischen der Plasmainhibin- und der FSH-Konzentration im Zyklus von Stuten fest. Über die autokrine Wirkung von Inhibinen auf die Granulosazellen des Follikels liegen nur wenige, sehr widersprüchliche Un-tersuchungen vor. WOODRUFF et al. (1990) erbringen den Nachweis von Inhibinre-zeptoren an Rattengranulosazellen und folgern aus ihren Untersuchungen, dass In-hibine als lokales Follikelwachstumssignal und Activine hingegen als atresieauslö-sender Faktor anzusehen sei. Hingegen vertritt FINDLAY (1993) die Meinung, dass Activine die Entwicklung präantraler und antraler Follikel fördert und deren frühzeitige Luteinisierung verhindern. In Ratten-granulosazellen können YING et al. (1986,1987) in vitro eine Verminderung der Östrogenproduktion nach Zugabe von porcinem Inhi-bin beobachten, mit bovinem InhiInhi-bin ist dieses Ergebnis nicht reproduzierbar (SUGINO et al. 1988), jedoch können GUILBAULT et al (1993) bei ihren Untersu-chungen in der Follikelflüssigkeit dominanter Follikel eine negative Korrelation zwi-schen Inhibinen und dem Östradiol-Androgenverhältnis feststellen. SUGINO et al.

(1988) können nach Zugabe von hohen Dosen bovinem Inhibin einen Abfall der Pro-gesteronproduktion der Rattengranulosazellen feststellen. In Thekazellkulturen von

Ratten zeigt Inhibin parakrine Wirkungen, indem es die LH–induzierte Androgenpro-duktion steigert (HSUEH et al. 1987). Spezielle Angaben zu equinem Inhibin sind bisher in der Literatur noch nicht beschrieben.

Abbildung 7: Mögliche Interaktionen der Inhibine und Activine mit den „klassischen“

Sexualhormonen im System Hypothalamus – Hypophyse – Gonaden nach VALE et al. (1988)