Abstract
Outlines for plasma $estradiol-17\beta$, components, electrophoretic patterns, and ultrastructural changes were obtained in female rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during the seasonal reproductive cycles. Plasma $estradiol-17\beta$ under the natural conditions, exhibited distinct seasonal variation, peaking very late in vitellogenic season during September, decreasing gradually the halt of spawning in December, and ultimately falling during the early stages of seasonal ovarian recrudescence in February and March. This change in $estradiol-17\beta$ appeared to stimulate vitellogenin production as evidenced by increases in plasma calcium, phosphorus, glucose, albumin and total protein levels. The electrophoretic patterns of late maturing or spawning oocytes were stained more intensively than those of late perinucleolus oocytes (molecular weights of approximately 70,000 and 200,000). Two protein bands were found in the SDS-PAGE separation, coincident with the $estradiol-17\beta$ hormone peak. Gonadosomatic indices (GSI) significantly increased from October to January, and showed the highest peak in January, coinciding with the numerically abrupt increase of ripe ova in female. A positive correlation (r=0.701, p<0.01) was established between plasma $estradiol-17\beta$ levels and the gonadosomatic index during the prespawning. The highest level of hepatosomatic index (HSI) observed in December. During the breeding season (December), the gonadotropes were large and filled with GTH-containing inclusions such as granules and globules. The vitellogenic phase began as late perinurleolus oocytes became transformed into early maturing oocytes through the accumulation of yolk, and oocytes reached the late maturing stages as the ooplasm was completely packed with yolk. Marked ultrastructural changed in the granulosa cells during nuclear migration involve the dilation of the rough endoplasmic reticulum and the appearance of the rod-shaped mitochondria with tubular cristae. Microvilli (finger-like projections), from the zona radiata and from the oocyte grew, and made contact with each other in the pore canals of the zona radials during vitellogenesis, but were withdrawn as the zona radiata became more compact and devoid of pore canals during oocyte maturation. The zona radiata grew to a tripartite structure such as an outer thin homogeneous layer, and two inner thick helicoidal layers (zona radials interna and zona radiata externa). Under the normal conditions, the ovarian follicle influenced the histological development and periodical secretion of the hormones , sufficient for a oogenesis and gonadal steroid production.
계절성 번식기 동안에 자성무지개송어 (Oncorhynchus mykiss)의 혈장내 $estradiol-17\beta$, 혈장성분, 전기영동상 그리고 미세구조 변화의 특징을 살펴보았다. 정상적인 자연조건에서 혈장내 $estradiol-17\beta$는 난황형성기(vitellogenic season)말인 9월에 peak를 나타내었고, 산란이 이루어진 시기 이후인 12월에는 서서히 감소하였으며, 난소의 재형성 초기인 2월과 3월에는 급격하게 감소하였다. 이러한 $estradiol-17\beta$의 변화 추이를 볼 때 이 호르몬은 자성 무지개송어에서 혈장내 calcium, phosphorus, glucose, albumin및 total protein수준의 증가에 의해서 증명된 것과 같이 난황전구물질(vitellogenin)의 생성을 자극하는 것으로 나타났다. Latematuring단계 혹은 산란중인 난모세포의 전기영동상(분자량이 각각 약 70,000과 200,000 Da)은 late perinucleolus단계의 난모세포의 전기명동상보다 훨씬 두껍고 진한 경향을 나타내었다. 이 단백질 2개의 전기영동상은 $estradiol-17\beta$ 호르몬 peak와 일치하는 추이를 나타내면서 SDS-PAGE에서 확인되었다. 생식소 숙도지수 일명 성성숙지수, [gonadosomatic indices(GSI)]는 10월로부터 그 이듬해 1월까지 유의성 있게 증가하는 경향을 나타내었고, 성숙난자의 급격한 수적인 증가와 일치하면서 1월에 가장 높은 peak를 나타내었다. 산란 전단계에서 estradiol-17 수준과 CSI간에는 정 (+)의 상관관계 (r=0.701, p<0.01)를 나타내었고, 간숙도지수 [hepatosomatic index (HSI)]는 번식시기인 12월에 가장 높은 수치를 나타내었다. 번식시기 (12월)에 생식소 자극호르몬 분비세포(gonadotropes)는 granules와 globules와 같은 생식소자극호르몬을 포함한 봉입체로 가득찬 상태를 나타내었다. 난황형성기에는 late perinucleolus 난모세포가 난황의 축적을 통해서 early maturing난모세포로 변형되는 과정이며, 이 시기의 난모세포는 late maturing단계로 되면서 난황으로 완전히 가득찬 상태로 확인되었다. 핵이주 단계에 있는 난모세포의 과립막세포의 미세구조를 살펴보면 팽창된 조면 내형질세망과 tubular cristae가 있는 간상의 미토콘드리아로 구성되어 있었다. 방사대 (zona radials)와 난황막 사이에 있는 미세융모(finger-like projections)는 각각 성장하면서 난황형성기에 pore canals을 이루면서 서로 연결되나, 난성숙기에 방사대가 더욱더 치밀하게 되면 수축되어 봉쇄되면서 위축되는 것으로 확인되었다. 방사대는 외측에 않은 homogeneous layer와 내측에 2개의 두꺼운 helicoidal layers (zona radiata interna and zona radials externa)총 3개의 구조물로 구성되어 있었다. 정상적인 환경조건에서 볼 때 난포는 난형성과 생식소에서 분비되는 스테로이드 흐르몬의 생성에 충분할 만큼 조직의 발달과 호르몬의 주기적인 분비에 영향을 주는 것으로 나타났다.
(Department of Marine Biomedical Science, College of Ocean Science and Technology, Kunsan National University)
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