HCO15, sociale regulatie en testosteronproductie
Proximaat & ultimaat, als je een systeem proximaat benadert, kijk je naar het mechanische van dat
systeem. Zo kan je bijvoorbeeld kijken naar de neurobiologie en endocriene regulering van een
hormonaal systeem. Je kan een systeem ook ultimaat benaderen. Hierbij kijk je naar de evolutie van
het systeem en hoe selectie ervoor heeft gezorgd dat het systeem is zoals het nu is. De omgeving
zorgt hierbij voor het aanpassen van de functie. Simpel in een paar woorden gezegd, spreek je van
proximaat als je het over het mechanisme hebt (wat tot nu toe steeds in de cursus behandeld is) en
spreek je van ultimaat als je naar de functie ervan in fitness kijkt en de evolutionaire achtergrond:
- Functie, is van belang om relevante vragen te kunnen stellen over een dier. Wat voor
problemen heeft een dier die die op moet lossen in zijn natuurlijke omgeving? Met deze
gedachte kan je naar relevante onderdelen van het mechanisme kijken.
- Evolutie, kan verklaren waarom er zo’n grote diversiteit is van het mechanisme. Tegelijkertijd
beperkt een bestaand mechanisme ook de evolutie. Als je bijvoorbeeld eenmaal een olifant
gemaakt hebt, heeft het geen zin meer om er vleugels op te zetten, want zo’n beest krijg je
nooit de lucht in. Verder gebruiken we heel vaak diermodellen om de mens te onderzoeken
en dat kan alleen als er sprake is van homologie, als de processen dus hetzelfde zijn gebleven
over de verloop van tijd.
- Mechanisme, als je dit eenmaal achterhaald hebt, kunt je functie en evolutie weer beter
begrijpen. Doordat dit verteld waar de evolutie op aan kan grijpen en waar de beperkingen
zitten.
De proximate en ultimate benadering gaan dus met elkaar samen.
Diermodellen, als je naar evolutie wil kijken, kan je geen dieren uit het lab gebruiken, maar moet je
dieren gebruiken zoals ze in de natuur voorkomen. Evolutie heeft een grote variëteit aan genetisch
gemodificeerde organismen opgeleverd. Kunstmatige selectie en inteelt kunnen artefacten creëren,
zo kunnen tamme huismuizen erg verschillen van wilde muizen. Dit levert soms het probleem dat
resultaten niet gerepliceerd kunnen worden wanneer een andere muizenstam gebruikt wordt. Elk
dier is dus aangepast aan een andere niche en je kan je afvragen of het gebruik van modeldieren wel
valide is. Je moet de diersoort, die je gaat onderzoeken, kiezen op basis van je vraagstelling en niet
op het gemak van labdieren.
Synchronisatie, rechts zie je hoe belangrijk de productie van de
verschillende gonadehormonen is voor de synchronisatie van 2
partners. Je ziet het schema voor een duivensoort aangegeven,
doordat deze dieren net als ons monogaam zijn. Wanneer de
daglengte weer toe gaat nemen, zal een mannetje testosteron gaan
produceren en als die dan een actief vrouwtje ziet, zal de productie
nog meer stijgen. Als gevolg zal het mannetje baltsgedrag gaan
vertonen, waardoor het vrouwtje ook baltsgedrag gaat vertonen
(synchronisatie). In zowel het mannetje als vrouwtje, heeft dit
baltsgedrag een interne feedback op de gonadale hormoonproductie.
Het uitvoeren van het baltsgedrag stimuleert dus hormoonproductie.
Dit zorgt met name voor de productie van oestrogeen (bij vrouwen én
mannen). O.i.v. oestrogeen wordt een volgende fase bereikt in de
paring: de dieren gaan nesten bouwen. Vervolgens verloopt de
hormoonproductie en gedrag van beide geslachten hetzelfde.
Nestbouw stimuleert de productie van progesteron en op zijn beurt
stimuleert progesteron weer nestbouw. De geslachten synchroniseren
elkaar hierbij doordat je elkaars nestbouw ziet. O.i.v. oestrogeen vindt vervolgens copulatie plaats,
waardoor je een nest krijgt met bevruchte eieren. Hiervoor is het van belang dat de [progesteron]
een drempelwaarde bereikt die ovulatie induceert en broedgedrag tot stand brengt. Deze start van
het broedgedrag leidt weer tot de productie van prolactine. Prolactine zorgt er vervolgens voor dat
, het broedgedrag in stand gehouden wordt. Uiteindelijk komen de eieren dan uit en krijg je kuikens.
Voor de voeding van deze kuiken is prolactine erg belangrijk doordat de ouders o.i.v. prolactine
kropmelk produceren. De kuikens stimuleren deze productie ook zelf door op de krop te pikken en
daarmee prolactine productie in de ouders te stimuleren. Je ziet in het schema duidelijk een
opeenvolging van fases door hormonen die elkaar beïnvloeden. Zodra je bijvoorbeeld in de
prolactine fase bent, geeft dat een negatieve feedback op oestrogeenproductie, waardoor de
eerdere fase afgesloten wordt en de ouders zich volledig kunnen richten op het broedgedrag (i.p.v.
nesten bouwen en baltsgedrag).
Aantal kuikens, de duivensoort die hierboven behandeld is, verkrijgt normaal altijd 2 kuikens.
Wanneer ze maar 1 kuiken verkrijgen, resulteert dat in een veel snellere inductie van baltsgedrag. De
duiven komen dus veel sneller in de testosteron en oestrogeen fase wanneer ze 1 i.p.v. 2 kuikens
hebben. Dat komt doordat 1 kuiken de progesteronproductie veel minder stimuleert dan 2 kuikens.
De negatieve feedback op oestrogeen is dan een stuk zwakker, waardoor het baltsgedrag sneller
geïnduceerd kan worden. Op deze manier kan gecompenseerd worden voor het verliezen van 1
kuiken.
LH niveaus, rechts is met hormoonlevels aangegeven hoe het
kan dat de duiven hun baltsgedrag zo snel weer uitvoeren als ze
maar 1 kuiken hebben gekregen. Je ziet dat de LH levels bij deze
duiven (open witte bolletjes) veel hoger zijn dan het geval is bij
duiven die 2 kuikens krijgen (zwarte bolletjes). Als er maar 1
kuiken is, komt LH als het ware vrij van de negatieve feedback
van prolactine. LH is van belang voor de testosteron en
oestrogeenproductie.
Externe stimuli & testosteron, zoals net gebleken is, hebben
externe stimuli enorme invloed op de productie van
hormonen. Rechts zie je een paar stimuli en hun effecten op
de testosteronspiegel. Zo zie je dat het verwachten van een
gevecht je [testosteron] verhoogd wat ervoor zorgt dat je er
klaar voor bent als zover zou moeten komen. Het schema
geldt zowel voor mannen als vrouwen.
Sociale status & T levels in vissen, zoals in eerdere
hoorcolleges al voorbij is gekomen, produceren vissen 11-ketotestosteron i.p.v.
testosteron. Rechts zie je dat vissen in isolatie veel lagere testosteronspiegels hebben
dan wanneer ze allemaal samen zitten en teratoria moeten gaan vormen. De donkere
balken representeren vissen die vrij testosteron kunnen produceren en de witte balken
representeren vissen waarbij testosteronproductie geïnhibeerd wordt.
Testosteron fluctuaties, op hele korte termijn, binnen 10 minuten, kunnen al fluctuaties
in testosteronspiegel optreden. Hierbij neemt de testosteronspiegel van de winnaar van
een gevecht toe, terwijl de spiegel van een verliezer juist afneemt. Dit heeft als
effect dat de winnaar door zijn verhoogde testosteronspiegels een grotere kans
heeft het volgende gevecht ook te winnen. De toename in T na een gevecht helpt
dus bij het winnen van een volgend gevecht. Dit effect is aangetoond door de
testosteronreceptor te blokkeren. Rechts zie je in het groen de normale situatie
aangegeven waarbij de winnaar bijna altijd alle gevechten wint. In het rood is de
situatie te zien waarbij de androgeenreceptor geblokkeerd is en dan wint die
opeens nog maar de helft van de gevechten. De verhoogde testosteronspiegel
speelt dus weldegelijk een rol bij het winnen van gevechten. Dit is ook nog eens
aangetoond doordat de verliezers in het geval van de rode balk juist extra T toegediend kregen. Dan
zie je een toename in de winkans. Deze kans neemt echter niet toe tot 50% en de verliezer heeft dus
nog steeds een kleinere kans om te winnen. T heeft dus wel een positief effect op de winkans, maar
andere factoren spelen ook nog een rol. (De vissen beginnen het eerste gevecht hier met eenzelfde
testosteronspiegel, maar deze verandert al bij het eerste gevecht.)
