vasopressin

It has also taken over a century for science to fully realize that oxytocin is far more than a “female reproductive hormone.” Both the measurement and interpretation of the biochemical and functional properties of oxytocin have raised controversy and remain works in progress. However, oxytocin is now recognized as a pleiotropic molecule that sits at the center of an extended system which includes vasopressin, the autonomic nervous system, the immune system and more. This larger system affects essentially every bodily function and helps to coordinate these with social context, the history of each individual and perhaps the existence of humans as a species. Together these support survival, reproduction and wellbeing, allowing mammals to manage and benefit from various forms of hormetic challenge. Here we suggest that oxytocin, viewed as a system, in turn acts as a keystone capable of connecting mammalian regulatory physiology to the benefits of social connection.

Sex differences in social aggression are widespread across the animal kingdom, with males typic-ally displaying greater territoriality. While this dimorphism has traditionally been attributed to sex hormones, sex chromosomes can also contribute to it independently of hormonal influence. In the African pygmy mouse Mus minutoides , naturally occurring sex-reversed XY females (named X*Y due to a mutation on the X chromosome) are highly territorial in comparison to the other female genotypes present in the population (XX and XX*). However, the molecular basis of this phenotype remains unknown. Here, we evaluate molecular factors – known to correlate with aggressiveness – following a standardized behavioural assessment of aggression. We focus on i) the androgen pathway by quantifying testosterone serum levels and expression of its receptor in the brain; ii) the brain dopaminergic system through expression of dopamine-regulating genes, including the sex-determining Sry gene; and iii) neuroendocrine circuits, via vasopressin and oxytocin expression. These systems, although distinct, converge on hypothalamic-limbic circuits that regulate social behaviour and threat responses, providing an integrated framework for the modulation of aggression. Contrary to earlier reports, we found reduced level of aggression in X*Y females, likely to reflect a breeding facility effect. We also observe no correlations between aggressiveness and androgen levels or gene expression of the tested factors. However, our results support a stimulation of the dopaminergic system and of the oxytocin pathway following the agonistic assay suggesting their potential involvement in aggression-related responses. This further supports the idea that aggression is multifactorial. It is shaped by the interaction of several neuroendocrine and neurotransmitter pathways rather than a single determinant.

تفاوت‌های جنسی در پرخاشگری اجتماعی در سراسر قلمرو جانوری گسترده است و معمولاً نرها رفتار قلمرویی بیشتری از خود نشان می‌دهند. اگرچه این دگرریختی به طور سنتی به هورمون‌های جنسی نسبت داده می‌شود، کروموزوم‌های جنسی نیز می‌توانند مستقل از تأثیرات هورمونی در آن نقش داشته باشند. در موش کوتوله آفریقایی Mus minutoides، ماده‌های XY با وارونگی جنسی (که به دلیل جهش در کروموزوم X با عنوان X*Y شناخته می‌شوند) در مقایسه با سایر ژنوتیپ‌های ماده موجود در جمعیت (XX و XX*) رفتار قلمرویی بالایی دارند. با این حال، مبنای مولکولی این فنوتیپ همچنان ناشناخته باقی مانده است. در این پژوهش، عوامل مولکولی مرتبط با پرخاشگری پس از ارزیابی رفتاری استاندارد پرخاشگری بررسی می‌شود. تمرکز پژوهش بر: ۱) مسیر آندروژنی از طریق سنجش سطح سرمی تستوسترون و بیان گیرنده آن در مغز؛ ۲) سیستم دوپامینرژیک مغز از طریق سنجش بیان ژن‌های تنظیم‌کننده دوپامین، از جمله ژن تعیین‌کننده جنسیت Sry؛ و ۳) مدارهای نورواندوکرین از طریق سنجش بیان وازوپرسین و اکسی‌توسین است. این سیستم‌ها با وجود تمایز، بر مدارهای هیپوتالاموس-لیمبیک که رفتار اجتماعی و پاسخ به تهدید را تنظیم می‌کنند، همگرا می‌شوند و چارچوبی یکپارچه برای تعدیل پرخاشگری فراهم می‌آورند. برخلاف گزارش‌های پیشین، در این پژوهش سطح پرخاشگری در ماده‌های X*Y کاهش یافته مشاهده شد که احتمالاً بازتابی از اثر شرایط پرورشی است. همچنین هیچ همبستگی میان پرخاشگری و سطوح آندروژن یا بیان ژنی عوامل مورد بررسی مشاهده نشد. با این حال، نتایج پژوهش از تحریک سیستم دوپامینرژیک و مسیر اکسی‌توسین پس از آزمون رفتار پرخاشگرانه حمایت می‌کند که نشان‌دهنده نقش احتمالی آن‌ها در پاسخ‌های مرتبط با پرخاشگری است. این یافته‌ها بیش از پیش بر چندعاملی بودن پرخاشگری تأکید می‌کند؛ به گونه‌ای که این رفتار حاصل تعامل چندین مسیر نورواندوکرین و انتقال‌دهنده عصبی است و نه یک عامل منفرد.

Hypothalamic vasopressin neurons are neuroendocrine cells which form part of the homeostatic systems that regulate plasma volume and extracellular fluid osmolarity. In response to synaptic inputs encoding osmolarity and changes in plasma volume, they generate complex and dynamically heterogeneous patterns of spikes that in turn trigger secretion of peptide hormone vasopressin from axonal terminals in the posterior pituitary. The thousands of neurons’ secretory signals generate a summed plasma vasopressin signal acting at the kidneys to regulate water loss. Vasopressin is synthesised in the neuronal cell bodies, packaged into vesicles, and transported to large stores at the pituitary terminals. Supported by activity-dependent upregulation of synthesis and transport, these stores can maintain a secretion response for several days of elevated osmolarity, experimentally tested by dehydration or salt loading. However, despite upregulated synthesis, stores gradually decline during sustained challenge, followed by a slow recovery. With no evidence of a store encoding feedback signal, previous simple modelling explained these synthesis dynamics based on activity-dependent upregulation of transcription and mRNA content. Here we integrate this idea into a detailed neuronal model, coupling spiking, secretion, and synthesis to simulate a complete neural system, from physiological input to output, and ask how a distributed neuroendocrine system can maintain hormone supply-demand balance over prolonged challenge without direct feedback from distant hormone stores. The model suggests that mRNA acts as a long-timescale memory of neuronal activity, extending temporal integration beyond spike activity and intracellular Ca 2+ to coordinate synthesis with sustained demand.

نورون‌های وازوپرسین هیپوتالاموس سلول‌های نورواندوکرین هستند که بخشی از سامانه‌های هموستاتیک را تشکیل می‌دهند و حجم پلاسما و اسمولاریته مایع خارج سلولی را تنظیم می‌کنند. در پاسخ به ورودی‌های سیناپسی که اسمولاریته و تغییرات حجم پلاسما را رمزگذاری می‌کنند، این نورون‌ها الگوهای پیچیده و به‌طور پویا ناهمگنی از پتانسیل‌های عمل را ایجاد می‌کنند که به نوبه خود ترشح هورمون پپتیدی وازوپرسین را از پایانه‌های آکسونی در هیپوفیز خلفی تحریک می‌کند. سیگنال‌های ترشحی هزاران نورون، سیگنال وازوپرسین پلاسما را به صورت جمعی ایجاد می‌کند که در کلیه‌ها عمل کرده و اتلاف آب را تنظیم می‌کند. وازوپرسین در جسم سلولی نورونی سنتز، در وزیکول‌ها بسته‌بندی و به ذخایر بزرگ در پایانه‌های هیپوفیز منتقل می‌شود. این ذخایر با حمایت افزایش وابسته به فعالیت سنتز و انتقال، می‌توانند پاسخ ترشحی را برای چندین روز اسمولاریته بالا حفظ کنند که به طور تجربی با دهیدراسیون یا بارگذاری نمک آزمون شده است. با این حال، علی‌رغم افزایش سنتز، ذخایر در طول چالش پایدار به تدریج کاهش یافته و پس از آن بهبودی آهسته رخ می‌دهد. با نبود شواهدی از سیگنال بازخورد رمزگذار ذخیره، مدل‌سازی ساده پیشین این پویایی‌های سنتز را بر اساس افزایش وابسته به فعالیت رونویسی و محتوای mRNA توضیح داده است. در این پژوهش، این ایده را در یک مدل نورونی دقیق ادغام می‌کنیم و با اتصال پتانسیل عمل، ترشح و سنتز، یک سامانه عصبی کامل از ورودی فیزیولوژیک تا خروجی را شبیه‌سازی می‌کنیم و می‌پرسیم چگونه یک سامانه نورواندوکرین توزیع‌شده می‌تواند تعادل عرضه و تقاضای هورمون را در طول چالش طولانی‌مدت بدون بازخورد مستقیم از ذخایر هورمونی دوردست حفظ کند. مدل نشان می‌دهد که mRNA به عنوان حافظه‌ای با مقیاس زمانی طولانی از فعالیت نورونی عمل می‌کند و یکپارچگی زمانی را فراتر از فعالیت پتانسیل عمل و Ca2+ داخل سلولی برای هماهنگی سنتز با تقاضای پایدار گسترش می‌دهد.